En este artículo, tengamos la intención de aprender sobre la difusión y la temperatura y hechos relacionados.
Para transferir la sustancia dentro y fuera de la célula, se requiere difusión. Además de contribuir a la medición del calor y la frialdad del cuerpo, la temperatura también decide la cantidad de energía cinética poseído por las partículas.
La siguiente sección muestra la definición de difusión y temperatura.
Difusión y temperatura
Una región puede diferenciarse o caracterizarse por la magnitud de concentración, es decir, una región correspondiente a la concentración más alta oa la concentración más baja. Entonces, ahora habrá un movimiento de moléculas a través de esta región, generalmente comenzando desde una mayor concentración y llegando a la región de menor concentración.
Cuando pretendemos medir y expresar qué tan caliente o frío está un cuerpo, usamos un parámetro llamado temperatura. Este tipo de movimiento de moléculas se realiza bajo un gradiente de concentración. En todos los seres vivos, se cree que la difusión es un fenómeno destacado que va a ocurrir sin falta.
Sabemos que la temperatura también representa la dirección específica a lo largo de la cual podemos esperar el flujo de energía que también espontáneamente, básicamente en forma de calor. La siguiente parte trata de la relación entre difusión y temperatura.
Relación de difusión y temperatura.
Para transferir la sustancia dentro y fuera de la célula, se requiere difusión. Además de contribuir a la medición del calor y del frío del cuerpo, la temperatura también determina la cantidad de energía cinética que poseen las partículas. Cuando aumentamos la temperatura, nosotros, a su vez, influimos en ellos para que sufran movimiento más rápido.
Cada partícula posee la misma probabilidad de pasar de una concentración más alta a una más baja ya que no hay fuerza en acción durante la difusión normal que influya en una partícula específica para pasar a la región de menor concentración.
La próxima sección da la ecuación relacionada con la difusión y la temperatura.
Ecuación de difusión y temperatura
La ley de Fick implica la relación entre el flujo de las moléculas que se difunden, así como el gradiente de difusión o la fuerza que se impulsa. Cuando tomamos la concentración del gradiente como la unidad, podemos observar la difusión de la masa de una sustancia a través de una superficie de una unidad de área en una unidad de intervalo de tiempo.
A continuación se da la ecuación que relaciona la difusión y la temperatura.
D = D0 exp(-E/KT)
Donde, D = el coeficiente de difusión
D0 = valor máximo del coeficiente de difusión a temperatura infinita
E= Energía para la activación por coeficiente de difusión
R = constante universal de los gases
T = temperatura absoluta
¿Puede la difusión afectar la temperatura?
Cada partícula posee la misma probabilidad de pasar de una concentración más alta a una más baja ya que no hay fuerza en acción durante la difusión normal que influya en una partícula específica para pasar a la región de menor concentración. Por lo tanto, la temperatura correspondiente al entorno juega un papel vital al influir en la difusión.
La temperatura se puede considerar como un criterio principal que decide la tasa de difusión, ya que ambos están interrelacionados en términos del movimiento de partículas. A continuación, discutiremos la dependencia mutua de la difusión y la temperatura.
¿Cómo afecta la temperatura a la difusión?
Como ya vimos, el concepto de difusión es exclusivamente la consecuencia del movimiento considerablemente aleatorio de las partículas, pero no está relacionado con ninguna fuerza en acción. Ahora, podemos relacionar explícitamente los movimientos aleatorios con la temperatura, ya que ocurre en la proximidad de la energía cinética, y la energía cinética se decide a través de la temperatura..
Por lo tanto, se encuentra que las partículas que se consideran comparativamente más calientes se mueven con velocidades más altas.. Así es como las condiciones de temperatura intervienen en el proceso de difusión. La difusión se debe básicamente a la tendencia de las partículas a moverse en el contexto de la diferencia de concentración en la región.
Aquí, vamos a entender la relación entre la velocidad de difusión y la temperatura.
Tasa de difusión y relación de temperatura
Las partículas tienden a poseer mayor energía debido a que se ven influenciadas por las temperaturas más altas proporcionadas. Aquí, se cree que las moléculas con mayor energía se transfieren a velocidades más altas, lo que favorece la velocidad de difusión. De manera similar, la energía de las partículas se reduce con la ayuda de temperaturas más bajas.
Esto sería responsable de la reducción en la tasa de difusión.. La relación que existe entre la velocidad de difusión y la temperatura se puede representar mediante la ley de difusión de Graham, que establece que la velocidad de difusión se puede relacionar directamente con la raíz cuadrada de la temperatura. Por lo tanto, la ley prueba matemáticamente la relación entre la velocidad de difusión y la temperatura.
Aprendamos ahora sobre la dependencia entre la velocidad de difusión y la temperatura.
¿Por qué la temperatura afecta la velocidad de difusión?
Podemos decir que las partículas de fluido tienden a fluir oa difundirse de manera más rápida a temperaturas considerablemente altas en comparación con temperaturas más bajas. Esto se puede observar realizando un experimento simple de mezclar colorante alimentario en agua. Podemos ver que el colorante para alimentos, sin duda, se difunde más rápido en agua caliente en comparación con el agua fría.
Aquí, todo el juego son las vibraciones de la molécula que ocurren más rápido a temperaturas más altas que a temperaturas comparativamente más bajas. Esta es la razón de la difusión más rápida en agua caliente. A través de la membrana semipermeable, el movimiento de las moléculas de agua es más rápido cuando se considera que la temperatura es alta.
La siguiente sección explica la teoría subyacente a la conexión entre la velocidad de difusión y la temperatura.
¿Cómo afecta la temperatura a la velocidad de difusión?
Está comprobado que la mayor cantidad de energía cinética la poseen las moléculas que tienen una temperatura más alta, lo que las empuja a experimentar el movimiento aleatorio a velocidades más altas, lo que influye directamente en la tasa de difusión para aumentar. Para decirlo sin rodeos, podemos decir que a medida que aumentamos la temperatura,
La energía cinética que poseen las moléculas aumentará. Entonces, la velocidad promedio de la molécula también aumenta. Así es como las condiciones de temperatura intervienen en el proceso de difusión. La difusión se debe básicamente a la tendencia de las partículas a moverse en el contexto de la diferencia de concentración en la región.
Conozcamos ahora la relación entre el coeficiente de difusión y la temperatura.
¿Cómo afecta la temperatura al coeficiente de difusión?
Una constante está asociada con una cantidad física. Actúa como un factor de proporcionalidad en la ley de Fick, que implica la relación entre el flujo de las moléculas que se difunden, así como el gradiente de difusión o la fuerza que se impulsa.
El coeficiente de difusión depende básicamente de la temperatura, así como de algunos otros parámetros.. El coeficiente de difusión y la temperatura poseen ambos una relación de proporcionalidad directa, es decir, a medida que se va aumentando la temperatura, se encuentra que el coeficiente de difusión también aumenta con la temperatura.
Aquí vamos a entender la proporcionalidad matemática que existe entre la velocidad de difusión y la temperatura.
¿Qué sucede con la velocidad de difusión si se eleva la temperatura?
Básicamente, la difusión se verá afectada por la energía cinética. Ya aprendimos que el aumento de la temperatura se vuelve directamente responsable del aumento de la velocidad molecular, que está asociada con la energía cinética que se posee. De manera similar, la velocidad con la que fluyen las moléculas puede reducirse simplemente disminuyendo la temperatura.
Esto les permite transferir más rápido de la región correspondiente a la mayor concentración a la menor concentración. La implicación de la temperatura ha afectado al peso de las partículas, es decir, las partículas más pesadas tienden a interactuar más eficazmente con el entorno.
Nombre los factores que influirían en la velocidad de difusión.
Los factores que se cree que afectan la tasa de difusión se dan a continuación,
- Temperatura
- Tamaño de la partícula que experimenta la difusión.
- diferencia de concentración
- Densidad del solvente
- Presión
- Sustancia difusora.
¿Cómo afecta el tamaño de la molécula a la difusión?
A medida que aumenta el tamaño de la molécula, aumenta el volumen ocupado por todas las moléculas de la región. Ahora, naturalmente, se vuelve difícil que un volumen más grande se difunda a través de un área de superficie más pequeña, por lo que la difusión tarda más tiempo y es menos efectiva que antes.
Explique la dependencia de la difusión sobre la temperatura con un ejemplo.
Consideremos el ejemplo de la difusión de la sangre a través del agua. Cuando tomamos agua caliente, las moléculas de la sangre se difunden o se mueven más rápido que cuando tomamos agua fría. es decir, tienden a moverse lentamente cuando se difunden en agua fría. La misma teoría también se puede entender considerando el color de los alimentos en lugar de la sangre.
¿Cuál es la ley que gobierna la velocidad de difusión?
La ley establecida sobre la velocidad de difusión es la ley de Graham, que dice que la velocidad de difusión está inversamente relacionada con la raíz cuadrada de la masa molar de la sustancia bajo consideración en la que se estudia la difusión.
¿Cómo se relaciona la difusión con las temperaturas frías y calientes?
Podemos decir que las partículas de fluido tienden a fluir oa difundirse de manera más rápida a temperaturas considerablemente altas en comparación con temperaturas más bajas. Esto se puede observar realizando un experimento simple de mezclar colorante alimentario en agua. Podemos ver que el colorante para alimentos, sin duda, se difunde más rápido en agua caliente en comparación con el agua fría.
¿En qué estado de la cuestión hay más difusión?
Se observa experimentalmente que las moléculas en estado gaseoso de la sustancia tienden a difundirse más rápidamente que las moléculas asociadas al estado sólido de la sustancia, ya que en estado gaseoso las moléculas están presentes más libremente, y por lo tanto pueden viajan desde la región de mayor concentración a la región de menor concentración con menos colisiones o menos resistencia.
Conclusión
Está comprobado que la mayor cantidad de energía cinética la poseen las moléculas que tienen una temperatura más alta, lo que las empuja a experimentar el movimiento aleatorio a velocidades más altas, lo que influye directamente en la tasa de difusión para aumentar. Para decirlo sin rodeos, podemos decir que a medida que aumentamos la temperatura, la energía cinética que poseen las moléculas aumentará, por lo que la velocidad promedio de la molécula también aumenta.
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Hola… Soy Harshitha H N. Completé mi maestría en Física de la Universidad de Mysore con especialización en Física Nuclear. Disfruto explorando cosas nuevas en mi tiempo libre. Mi artículo siempre tiene como objetivo desarrollar y aportar valor a la mesa con temas relevantes.
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