Kluczowa różnica między konwekcją a dyfuzją polega na tym, że konwekcja to duży ruch dużej masy cząstek w tym samym kierunku przez płyn, podczas gdy dyfuzja to ruch pojedynczych cząstek i przeniesienie pędu i energii cząstek na inne cząsteczki w płynie.
Konwekcja i dyfuzja to dwa procesy fizyczne, które możemy opisać chemicznie poprzez ruch cząstek.
Co to jest konwekcja?
Konwekcja to proces wymiany ciepła poprzez ruch masowy cząsteczek w płynach. Płyn może być gazem lub cieczą. Początkowo wymiana ciepła między płynem a przedmiotem odbywa się poprzez przewodzenie; jednak przenoszenie ciepła masowego następuje z powodu ruchu płynu. Możemy po prostu powiedzieć, że konwekcja to proces wymiany ciepła w płynach poprzez rzeczywisty ruch materii. Ten proces może być procesem naturalnym lub wymuszonym.
Jeśli chodzi o proces konwekcji, ogrzewanie płynu powoduje rozszerzalność cieplną, a warstwy znajdujące się najbliżej źródła ciepła stają się gorętsze i mniej gęste. W ten sposób następuje unoszenie się gorętszej części płynu zgodnie z wyporem, gdzie zimniejsze warstwy płynu mają tendencję do zastępowania unoszących się warstw gorącego płynu. Ten proces się powtarza i jest to proces konwekcji, w którym następuje wymiana ciepła.
Istnieją dwie formy konwekcji: konwekcja naturalna i konwekcja wymuszona. Konwekcja naturalna występuje dzięki sile wyporu, a konwekcja wymuszona następuje z powodu zewnętrznego źródła, takiego jak wiatr z wentylatora lub pompy.
Co to jest dyfuzja?
Dyfuzja to ruch cząsteczek z obszaru o wysokim stężeniu do niskiego stężenia poprzez gradient stężenia. Te ruchy występują w tym samym rozwiązaniu. Czynniki wpływające na gradient stężenia wpływają również na dyfuzję.
W dyfuzji ruch ten kończy się, gdy koncentracja dwóch regionów zrówna się w każdym punkcie. Oznacza to, że ruch ten występuje do momentu zaniku gradientu stężenia. Następnie cząsteczki rozprzestrzeniają się wszędzie wewnątrz roztworu.
Szybkość ruchu cząsteczek przez dyfuzję jest funkcją temperatury, lepkości gazu (lub płynu) i wielkości cząstek. Zwykle dyfuzja molekularna opisuje przepływ netto cząsteczek z obszaru o wysokim stężeniu do niskiego stężenia. Rozważając dwa układy, A1 i A2, które mają tę samą temperaturę i są zdolne do wymiany molekuł między sobą, zmiana energii potencjalnej w każdym z tych układów może spowodować przepływ energii z jednego układu do drugiego (z A1 do A2 lub odwrotnie). Dzieje się tak, ponieważ każdy system naturalnie preferuje stany o niskiej energii i wysokiej entropii. Stwarza to stan dyfuzji molekularnej.
Jaka jest różnica między konwekcją a dyfuzją?
Konwekcja i dyfuzja to procesy fizyczne, które możemy opisać chemicznie poprzez ruch cząstek. Kluczową różnicą między konwekcją a dyfuzją jest to, że konwekcja to duży ruch dużej masy cząstek w tym samym kierunku przez płyn, podczas gdy dyfuzja to ruch pojedynczych cząstek i przeniesienie pędu i energii cząstek na inne cząstki w płynie.
Poniższa infografika przedstawia różnice między konwekcją a dyfuzją w formie tabelarycznej do bezpośredniego porównania.
Podsumowanie – konwekcja kontra dyfuzja
Konwekcja to proces wymiany ciepła poprzez ruch masowy cząsteczek w płynach. Dyfuzja to przemieszczanie się cząsteczek z obszaru o wysokim stężeniu do obszaru o niskim stężeniu poprzez gradient stężenia. Dlatego kluczową różnicą między konwekcją a dyfuzją jest to, że konwekcja to duży ruch dużej masy cząstek w tym samym kierunku przez płyn, podczas gdy dyfuzja to ruch pojedynczych cząstek i przeniesienie pędu i energii cząstki na inne cząstki w płyn.
