ბრაუნის მოძრაობასა და დიფუზიას შორის მთავარი განსხვავება ისაა, რომ ბრაუნის მოძრაობაში ნაწილაკს არ აქვს მოგზაურობის კონკრეტული მიმართულება, მაშინ როდესაც დიფუზიის დროს ნაწილაკები გადაადგილდებიან მაღალი კონცენტრაციიდან დაბალ კონცენტრაციამდე.
ბრაუნის მოძრაობა და დიფუზია არის ორი ცნება, რომელიც ასოცირდება ნაწილაკების მოძრაობასთან. ამ ორი ცნების არსებობა ადასტურებს, რომ მატერია შედგება უფრო მცირე ნაწილაკებისგან, რომლებიც შეგვიძლია გამოვყოთ ერთმანეთისგან. ის ასევე ამტკიცებს, რომ ნივთიერების (მყარი, აირის ან თხევადი) ატომებსა და მოლეკულებს შორის საკმარისი თავისუფალი სივრცეა, რაც საშუალებას აძლევს სხვა ნაწილაკებს მათში გადაადგილდნენ.
რა არის ბრაუნის მოძრაობა?
ბოტანიკოსმა რობერტ ბრაუნმა წარმოადგინა ბრაუნის მოძრაობის კონცეფცია 1827 წელს. მან მიკროსკოპის ქვეშ დააკვირდა მტვრის მარცვლებს წყალში და დაინახა, რომ მტვრის მარცვალი აქეთ-იქით მოძრაობს (შემთხვევითი მოძრაობა) წყალში. მან ამ მოძრაობას ბრაუნის მოძრაობა უწოდა. თუმცა, აინშტაინმა ახსნა ეს მოძრაობა.
აინშტაინის განმარტებით, იგი აღწერს ატომების ზოგიერთ თვისებას. თუმცა მათ სჯეროდათ იმ დროს ატომების არსებობა; ამის არანაირი მტკიცებულება არ იყო. ბრაუნის მოძრაობა არის ატომების არსებობის დასტური. ჩვენს ირგვლივ ყველა მატერია შედგება ატომებისგან. ამიტომ, მტვრის მარცვლები და წყალიც კი შეიცავს ატომებს. გარდა ამისა, აინშტაინმა აღწერა, რომ მტვრის მარცვლის მოძრაობა გამოწვეულია წყლის მოლეკულებთან მისი შეჯახებით, რომლებსაც ჩვენ ვერ ვხედავთ. როდესაც წყლის მოლეკულები ხვდება მტვრის მარცვლებს, ის ბრუნდება და ჩვენ შეგვიძლია მისი დანახვა მიკროსკოპის ქვეშ. ვინაიდან ჩვენ ვერ ვხედავთ წყლის მოლეკულებს; ჩვენ მიდრეკილნი ვართ ვიფიქროთ, რომ მტვრის მარცვალი თავისით მოძრაობს, რაც ასე არ არის.
სურათი 01: დიაგრამა, რომელიც აჩვენებს ბრაუნის მოძრაობას
უფრო მეტიც, ბრაუნის მოძრაობის შესწავლით, ჩვენ შეგვიძლია ვიწინასწარმეტყველოთ წყლის მოლეკულების ზოგიერთი თვისება, როგორიცაა მათი მოძრაობის სიჩქარე. ანალოგიურად, ჰაერში არსებული ნაწილაკები ასევე აჩვენებენ ბრაუნის მოძრაობას. მაგალითად, ჰაერში მტვრის ნაწილაკი შემთხვევით მოძრაობს გაზის მოლეკულებთან შეჯახების გამო.
რა არის დიფუზია?
დიფუზია არის ნაწილაკების მოძრაობა უფრო მაღალი კონცენტრაციიდან ქვედა კონცენტრაციამდე. სხვა სიტყვებით რომ ვთქვათ, ეს არის ნაწილაკების მოძრაობა უმაღლესი ქიმიური პოტენციალის რეგიონებიდან, ნაკლები ქიმიური პოტენციალის ზონებში. ამიტომ, ეს კონცეფცია ჰგავს სითბოს გადაადგილებას ცხელი ობიექტიდან უფრო გრილ ობიექტზე.
სურათი 02: დიფუზია ნახევრად გამტარ მემბრანაში
უფრო მეტიც, ოსმოზი არის დიფუზიის ტიპი, რომელიც აღწერს წყლის მოძრაობას. როდესაც წყალი გადადის ერთი უჯრედიდან მეორეში, ის მიედინება წყლის პოტენციალის გრადიენტის მიხედვით, რომელიც არის მაღალი წყლის პოტენციალიდან წყლის დაბალი პოტენციალისკენ. უფრო მეტიც, დიფუზია მნიშვნელოვანი ცნებაა ბიოლოგიურ სისტემებში. მცენარეები და ცხოველები ითვისებენ და ანაწილებენ საკვები ნივთიერებების, გაზების და წყლის უმეტეს ნაწილს დიფუზიის გზით. მაგალითად, უჯრედის შიგნით, ჟანგბადის შემცველობა უფრო დაბალია, ვიდრე სისხლის კაპილარებში, ხოლო ნახშირორჟანგის კონცენტრაცია უფრო მაღალია, ვიდრე სისხლის კაპილარებში. ამრიგად, დიფუზიის გზით ჟანგბადი გადადის უჯრედში სისხლის კაპილარებიდან და ნახშირორჟანგი გამოდის უჯრედიდან.
რა განსხვავებაა ბრაუნის მოძრაობასა და დიფუზიას შორის?
ბრაუნის მოძრაობა არის მიკროსკოპული ნაწილაკების არასტაბილური, შემთხვევითი მოძრაობა სითხეში, გარემომცველი გარემოს მოლეკულების უწყვეტი დაბომბვის შედეგად. ხოლო დიფუზია არის ნივთიერების მოძრაობა მაღალი კონცენტრაციის ზონიდან დაბალი კონცენტრაციის ზონაში. ამრიგად, ბრაუნის მოძრაობასა და დიფუზიას შორის მთავარი განსხვავებაა ის, რომ ბრაუნის მოძრაობაში ნაწილაკს არ აქვს მოგზაურობის კონკრეტული მიმართულება, ხოლო დიფუზიის დროს ნაწილაკები მაღალი კონცენტრაციიდან დაბალ კონცენტრაციამდე მიემგზავრებიან. თუმცა, ნაწილაკების მოძრაობა შემთხვევითია ორივე სცენარში.
უფრო მეტიც, კიდევ ერთი მნიშვნელოვანი განსხვავება ბრაუნის მოძრაობასა და დიფუზიას შორის არის ის, რომ დიფუზია ხდება კონცენტრაციის ან პოტენციური ქიმიური გრადიენტის მიხედვით. მაგრამ, ბრაუნის მოძრაობა არ რეგულირდება ასეთი ფაქტორებით. ნაწილაკების ბრაუნის მოძრაობა ხდება გარემოში სხვა ნაწილაკების მოძრაობის მიხედვით.
ქვემოთ ინფოგრაფიკაში მოცემულია მეტი დეტალი ბრაუნის მოძრაობასა და დიფუზიას შორის სხვაობის შესახებ.
შეჯამება - ბრაუნის მოძრაობა vs დიფუზია
შეჯამებით, მთავარი განსხვავება ბრაუნის მოძრაობასა და დიფუზიას შორის არის ის, რომ ბრაუნის მოძრაობაში ნაწილაკს არ აქვს მოგზაურობის კონკრეტული მიმართულება, მაშინ როდესაც დიფუზიის დროს ნაწილაკები გადაადგილდებიან მაღალი კონცენტრაციიდან დაბალ კონცენტრაციამდე. თუმცა, ნაწილაკების მოძრაობა ორივე სცენარში შემთხვევითია.
