Вопрос задан 17.12.2025 в 09:27. Предмет Физика. Спрашивает Милкович Аня.

В каких средах происходит диффузия?

Перейти к ответам

Ответы на вопрос

Отвечает Ларченко Игорёк.

Коротко: диффузия идёт практически во всех средах, где частицы способны перемещаться и смешиваться. А если подробнее, то вот основные случаи и механизмы.

Газы.
Самая быстрая молекулярная диффузия: молекулы свободно летают и часто сталкиваются. Примеры — распространение запахов, выравнивание состава воздуха в помещении. В очень разреженных газах возможна кнудсеновская диффузия (частицы чаще сталкиваются со стенками пор, чем друг с другом).

Жидкости.
Молекулы и ионы блуждают за счёт броуновского движения. Примеры — соль в воде, краситель в стакане. В реальных потоках к молекулярной диффузии добавляется конвективная/турбулентная (вихревая) диффузия, которая существенно ускоряет перемешивание.

Твёрдые тела.
Идёт медленнее, но идёт: атомы мигрируют через дефекты кристалла. Основные пути — вакансионная и интерстициальная диффузия в объёме, а также ускоренная диффузия по границам зёрен и по дислокациям. Отсюда — спекание, старение сплавов, цементация сталей.

Пористые и гранулярные среды.
Газ или жидкость диффундирует в сети пор (грунты, катализаторы, бетон). В узких порах снова важна кнудсеновская диффузия; в насыщенных водой — ионная диффузия электролита.

Поверхности и адсорбционные слои.
Есть поверхностная диффузия адсорбированных молекул по твёрдому субстрату — ключевая для катализа и роста плёнок.

Мембраны и биологические среды.
Через клеточные мембраны — простая диффузия малых неполярных молекул и облегчённая диффузия через каналы/переносчики. В тканях вещества диффундируют через межклеточное пространство, гель-подобные матриксы и жидкости организма.

Плазма.
Заряды (ионы, электроны) диффундируют под действием градиентов концентрации и электрических полей; важна амбулипная диффузия (согласованная диффузия зарядов для сохранения квазинейтральности).

Коллоиды, гели и полимеры.
Частицы коллоида и макромолекулы диффундируют в вязкой среде; скорость зависит от размера частиц и вязкости (связь Стокса—Эйнштейна). В полимерных матрицах — медленная, часто аномальная диффузия.

Газ–жидкость и жидкость–жидкость (межфазные системы).
Диффузия идёт в каждой фазе и через границу раздела (растворение газов в жидкости, экстракция).

Общие факторы: движущая сила — градиент концентрации; коэффициент диффузии растёт с температурой, уменьшается с ростом вязкости/плотности и с увеличением размера частиц; в твёрдых телах сильно зависят от дефектной структуры.

Похожие вопросы

Топ вопросов за вчера в категории Физика

Последние заданные вопросы в категории Физика

Задать вопрос