Nøgleforskellen mellem diffusion og effusion er, at diffusion opstår, når hullerne i en barriere er større end den gennemsnitlige frie vej for gas, men effusion opstår, når hullerne i en barriere er mindre end den gennemsnitlige frie vej af en barriere. gas.
Diffusion og effusion er egenskaber ved gasser, og elever forveksler meget mellem disse egenskaber på grund af lignende klingende navne. Selvom både diffusion og effusion involverer gasser, og hvordan gasser strømmer og af hvilke faktorer denne strømningshastighed afhænger, er de to fænomener forskellige fra hinanden. Den måde, hvorpå de er forskellige, vil blive diskuteret i denne artikel.
Hvad er diffusion?
Diffusion af en gas er processen med at udvide gassen til et nyt volumen gennem en barriere, der har huller, som er større end den gennemsnitlige frie vej for gassen. Den gennemsnitlige frie vej er den gennemsnitlige afstand, som et individuelt gasmolekyle tilbagelægger, før det kolliderer med et andet gasmolekyle.
Figur 01: Diffusionsproces
Men hvis der ikke er nogen barriere, så overvejer vi et stort hul, der er stort nok til at dække grænsen mellem gassen og det nye volumen (hvortil gassen skal udvide sig). Desuden er diffusionen langsommere sammenlignet med effusion. Det er fordi diffusionen er begrænset af størrelsen og den kinetiske energi af gasmolekyler.
Hvad er effusion?
Effusion er en anden egenskab ved gasser, som tillader gasser at bevæge sig fra områder med højt tryk til områder med lavt tryk gennem et nålehul. Med andre ord er det processen med at ekspandere gas gennem en barriere med et eller flere små huller; barrieren forhindrer fordeling af gas, medmindre gasmolekylerne tilfældigvis rejser gennem hullerne. Her betyder udtrykket "små huller" de huller, der har en diameter, der er mindre end den gennemsnitlige frie vej for gassen.
Figur 02: Udstrømning af en gas
Typisk er effusionen hurtigere end diffusion, fordi der ikke er behov for, at gasmolekyler bevæger sig rundt på andre gasmolekyler for at finde deres destination. Nærmere bestemt vil undertryk på gassen fremskynde effusionsprocessen.
Hvad er forskellen mellem diffusion og effusion?
Diffusion opstår, når hullerne i en barriere er større end den gennemsnitlige frie vej for gas, hvorimod effusion opstår, når hullerne i en barriere er mindre end den gennemsnitlige frie vej for en gas. Dette er den vigtigste forskel mellem diffusion og effusion. Desuden er diffusion af gasmolekyler gennem barrieren lettere end bevægelse af gasmolekyler via effusion. Det skyldes hovedsageligt størrelsen af hullerne i barrieren; barrieren har en diameter større end den gennemsnitlige frie vej for gasmolekyler i diffusion, hvorimod barrieren har en diameter mindre end den gennemsnitlige frie vej for gasmolekyler i effusion. Derfor er dette også en væsentlig forskel mellem diffusion og effusion.
Diffusionshastigheden er dog langsommere sammenlignet med effusion. Det skyldes, at diffusionen er begrænset af størrelsen og den kinetiske energi af gasmolekyler. Derudover skal gasmolekylerne bevæge sig rundt på andre gasmolekyler for at finde deres destination gennem barrieren, hvilket ikke sker ved effusion.
Nedenstående infografik viser forskellen mellem diffusion og effusion i tabelform.
Opsummering – Diffusion vs Effusion
I denne artikel diskuterede vi termerne diffusion og effusion vedrørende gasser. Den vigtigste forskel mellem diffusion og effusion er, at diffusion opstår, når hullerne i en barriere er større end den gennemsnitlige frie vej for gas, hvorimod effusion opstår, når hullerne i en barriere er mindre end den gennemsnitlige frie vej for en gas.
