Дифу́зія — процес взаємного проникнення молекул або атомів однієї речовини поміж молекул або атомів іншої, що зазвичай приводить до вирівнювання їх концентрацій у всьому займаному об'ємі.
У деяких ситуаціях одна з речовин уже має вирівняну концентрацію, і говорять про дифузію одної речовини в іншій. При цьому зазвичай перенесення речовини відбувається з області з високою концентрацією в область з низькою концентрацією (вздовж вектора градієнта концентрації).
Прикладом дифузії може служити перемішування газів (наприклад, поширення запахів) або рідин (якщо у воду капнути чорнила, то рідина через деякий час стане рівномірно пофарбованою). Інший приклад пов'язаний з твердим тілом: атоми дотичних металів перемішуються на кордоні дотику. Важливу роль дифузія частинок грає у фізиці плазми.
Зазвичай під дифузією розуміють процеси, що супроводжуються переносом речовини, однак іноді дифузійними називають також інші процеси перенесення: теплопровідність, в'язке тертя тощо.
Швидкість протікання дифузії залежить від багатьох факторів. Так, у разі металевого стрижня дифузія тепла проходить дуже швидко. Якщо ж стрижень виготовлений з синтетичного матеріалу, дифузія тепла протікає повільно. Дифузія молекул в загальному випадку протікає ще повільніше. Наприклад, якщо шматочок цукру опустити на дно склянки з водою, і воду не перемішувати, то пройде кілька тижнів, перш ніж розчин стане однорідним. Ще повільніше відбувається дифузія однієї твердої речовини в іншу. Наприклад, якщо мідь покрити золотом, то буде відбуватися дифузія золота в мідь, але при нормальних умовах (кімнатна температура і атмосферний тиск) золотовмісний шар досягне товщини в кілька мікронів тільки через кілька тисяч років. Інший приклад: на золотий злиток був покладений злиток свинцю, і під вантажем за п'ять років свинцевий злиток проник в золотий злиток на сантиметр.
Кількісно опис процесів дифузії було дано німецьким фізіологом Адольфом Фіком в 1855 р.
t(горячей)=80 С
t(холодной)=10 С
m(общая)=200 кг
t(конечная)=50 С
Найти:
m(горячая)-?
m(холодная)-?
Решение:
m(г)=m(общая)-m(х)=200-m(х)
1)На охлаждение воды с температурой 80 до воды с температурой 50 потребуется теплота Q(1)=Cm(горячей)*(t(общая)-t(горячая))=-126000m(горячей)Джоуль
2)Для нагрева воды с температурой 10 до воды с температурой 50 потребуется теплота Q(2)=Cm(холодной)*(t(общая)-t(холодная))=168000m(холодной)Джоуль
3)Q(1)=Q(2) => m(г)/m(х)=(t(общая)-t(холодная))/(t(общая)-t(горячая)) =
=4/3
=> m(г)=4*m(х)/3
m(х)+4*m(х)/3=200
m(х)=(приблизительно)=85.7кг => m(г)=114.3кг
ответ: 85.7кг ;114.3кг