การแพร่ (Diffusion) คือปรากฏการณ์ที่โมเลกุลของสารเคลื่อนที่จากบริเวณที่มีความเข้มข้นสูงไปยังบริเวณที่มีความเข้มข้นต่ำ โดยไม่มีการถ่ายเทความร้อนหรือพลังงานอื่นใด การแพร่ของสารเกิดขึ้นได้เนื่องจากโมเลกุลของสารเคลื่อนที่อยู่ตลอดเวลาด้วยความเร็วเฉลี่ยคงที่ ขณะที่โมเลกุลเคลื่อนที่จะเกิดการชนกันเอง ชนกับโมเลกุลของอากาศหรือชนผนังภาชนะ ทำให้ทิศทางการเคลื่อนที่ของโมเลกุลเปลี่ยนแปลงไป ส่งผลให้โมเลกุลของสารกระจายตัวออกไปทั่วบริเวณ
ปัจจัยที่ส่งผลต่อการแพร่ของสาร
การแพร่ของสารจะเร็วขึ้นเมื่อ
- ความแตกต่างของความเข้มข้นของสารระหว่างสองบริเวณเพิ่มขึ้น
- อุณหภูมิของสารสูงขึ้น
- ระยะทางที่สารต้องแพร่กระจายสั้นลง
ตัวอย่างการแพร่ของสาร
- การแพร่ของกลิ่นน้ำหอม
- การแพร่ของควันบุหรี่
- การแพร่ของก๊าซออกซิเจนและคาร์บอนไดออกไซด์ในอากาศ
- การแพร่ของสารละลายในน้ำ
การนำการแพร่ของสารไปใช้
การแพร่ของสารสามารถนำไปใช้ในชีวิตประจำวันและอุตสาหกรรมมากมาย ตัวอย่างเช่น
- การผสมกลิ่นน้ำหอม
- การระบายอากาศ
- การทำให้อาหารสุก
- การทำงานของเครื่องยนต์
กฎการแพร่ของสาร
กฎการแพร่ของสารกล่าวว่า อัตราการแพร่ของสารจะแปรผกผันกับรากที่สองของความหนาแน่นของสาร ภายใต้อุณหภูมิและความดันเดียวกัน สมการของกฎการแพร่ของสารคือ
1 | r1/r2 = √(d2/d1) |
โดยที่
- r1 คืออัตราการแพร่ของสาร 1
- r2 คืออัตราการแพร่ของสาร 2
- d1 คือความหนาแน่นของสาร 1
- d2 คือความหนาแน่นของสาร 2
สรุป
การแพร่ของสารเป็นปรากฏการณ์สำคัญที่เกิดขึ้นในชีวิตประจำวันและอุตสาหกรรมมากมาย กฎการแพร่ของสารสามารถนำมาประยุกต์ใช้ได้ในการคำนวณและอธิบายการแพร่ของสาร