Ela é mais apropriada para gases, mas pode também modelar líquidos, embora estes tenham partículas mais próximas umas das outras e com menos liberdade para se moverem.
O fenômeno da difusão é o movimento de partículas de uma área de maior concentração para uma de menor concentração.
Difusão é extremamente importante em todas as ciências, incluindo biologia. Pense na difusão de oxigênio dos pulmões para o sangue e do gás carbônico no sentido oposto. E a difusão de oxigênio do sangue para dentro das células e do CO2 no sentido oposto. Pense também no movimento de sódio e potássio para dentro e para fora das células durante a transmissão de um impulso nervoso. A espontaneidade do fenômeno é bem aproveitada por organismos, pois se tivéssemos que gastar energia para realizar estes transportes aqui mencionados, seria muito difícil viver.
A difusão pode ocorrer através de membranas semi permeáveis (como os exemplos biológicos acima) mas não é necessário membranas. No caso da osmose, que é a difusão de solventes, é necessário haver a membrana. Por exemplo, na absorção de água pelas raízes de uma planta.
Experiência prática: Difusão de corante alimentar em água
Esta é muito fácil de realizar e ilustra a teoria de partículas: que a água é composta de minúsculas partículas. Pinga-se algumas gotas do corante alimentar em um copo com água e aguarda-se alguns instantes, de modo que o corante se difunde por todo o copo. Conforme as moléculas de água vão colidindo com as moléculas do corante, estas últimas vão se dispersando. Sabemos que quanto maior a temperatura maior a velocidade das moléculas (simulação temperatura) e portanto mais rápida a difusão. Para ilustrar isso fazemos outro experimento, simultaneamente, em que usa-se água quente no copo.
Pode-se ilustrar os dois resultados obtidos (difusão mais rápida e mais lenta) usando-se as duas simulações aqui apresentadas, para temperatura alta e baixa.
Limitações da simulação: Devo observar que a simulação é um modelo da realidade, apenas. No mundo real teremos uma quantidade muitíssimo maior de moléculas envolvidas e as velocidades, no caso das moléculas de ar especialmente, são muito maiores. Mas o modelo aqui utilizado é bastante útil em um contexto educativo.
Percebam que isto é uma simulação, e não simplesmente uma animação ou vídeo, pois cada vez que é executada fornece resultados diferentes. Note que o fato das moléculas roxas serem maiores e mais pesadas é considerado nas colisões: ela é mais difícil de por em movimento do que as moléculas brancas menores. A simulação leva em conta a conservação do momento.
Texto e programação: Ricardo Esplugas de Oliveira
simulador de difusão - uma substância em outra >>
difusão de uma única substância - difundindo no espaço vazio>>
