ما يحدث عند وضع قطرة من الحبر في كأس من الماء، هو أنَّ جزيئات الحبر تتشتت في الماء. وذلك لأنَّ جزيئات الحبر صغيرة الحجم نتيجة لذلك فهي تشغل الفراغات أو الفجوة داخل جزيئات الماء.
أريد أن أسألك ما هو لون قطرات الحبر؟
لنفترض بأنّها زرقاء اللون، وهنا لأنَّ جزيئات الحبر زرقاء اللون. لذلك، سيتحول الماء أيضًا إلى اللون الأزرق بعد فترة.
وهذا بسبب الإنتشار لأن جزيئات المادة صغيرة جدًا ولها فراغات بينها فتتحرك هذه الجزيئات ببطء مع الماء وتتم بالتالي عملية الإنتشار بين جزيئات الحبر والماء، لذلك يتحول الماء كله إلى اللون الأزرق.
آلية انتشار الحبر في الماء:
نظراً للحركة العشوائية لجزيئات الماء والحبر والتي تحدث على نطاق واسع، فإننا لا نرى الجزيئات الفردية تتحرك. وإنما، نرى مدى قتامة الحبر في نقاط مختلفة في المحلول، مما يشير في الواقع إلى تركيزه.
يمكنك أن ترى الحبر ينتقل من مناطق ذات تركيز أعلى إلى الأماكن ذات التركيز المنخفض، ومعدل هذه الحركة يتناسب مع معامل انتشار الحبر في الماء.
* عوامل مهمّة:
- الحركة العشوائية:
مقياس الحركة العشوائية للجزيئات هو درجة الحرارة. فيحدث اصطدام لجزيئات الماء التي تتحرك عشوائياً مع جزيئات الحبر في خليط بالحبر، مما يجعلها تتحرك بشكل عشوائي أيضًا. في الأماكن التي يكون فيها الكثير من جزيئات الحبر، يكون هناك المزيد من التصادمات مع جزيئات الماء التي تصطدم بجزيئات الحبر في أماكن أخرى. وبسبب ذلك، تنتقل جزيئات الحبر من مناطق بها جزيئات أكثر (تركيز أعلى) إلى مناطق بها جزيئات أقل (تركيز أقل).
- معامل الإنتشار:
سرعة الجزيئات مرتبطة بدرجة الحرارة، فكلما ارتفعت درجة حرارة الماء زادت بالتالي سرعة حركة الجزيئات. وينتج عن ذلك تصادمات أكثر وأكثر صعوبة. يعتمد مدى تحرك كل جزيء حبر بعد الإصطدام على قطره، لأنّ الجزيئات الأكبر تبطئ أكثر من الإحتكاك مقارنة بالجزيئات الأصغر.
الإحتكاك الداخلي في السائل يسمى اللزوجة. وبالتالي، فإن معامل الإنتشار يتناسب عكسياً مع كل من قطر الجزيء ولزوجة السائل.
- الانتروبيا والإنتشار:
حسب نص القانون الثاني للديناميكا الحرارية الذي يقول بأنّ الانتروبيا تميل إلى الزيادة.
#الانتروبيا: هو مقياس لمدى اضطراب أو تشتت أو ترتيب الأشياء بشكل عشوائي. عندما ينتشر الحبر من قطرة مركزة، تصبح الجزيئات أكثر انتشارًا وتوزيعًا عشوائيًا. لذلك مع انتشار الحبر، تزداد إنتروبيا النظام.
المراجع:
[1]-
ماذا يحدث عندما يوضع الحبر في الماء؟
[2]-
كيف ينتشر الحبر في الماء؟
62 مشاهدة
