Γιατί η διάχυση μιας χημικής ουσίας είναι ταχύτερη στον αέρα από το νερό;
* Κάτω πυκνότητα και ιξώδες: Τα μόρια αέρα είναι πολύ λιγότερο πυκνά συσκευασμένα από τα μόρια του νερού. Αυτό σημαίνει ότι υπάρχει περισσότερος χώρος για τα μόρια να κινούνται ελεύθερα και να συγκρούονται λιγότερο συχνά, οδηγώντας σε ταχύτερη διάχυση. Επιπλέον, ο αέρας έχει πολύ χαμηλότερο ιξώδες από το νερό, που σημαίνει ότι προσφέρει λιγότερη αντίσταση στην κίνηση.
* Υψηλότερη μέση ελεύθερη διαδρομή: Η μέση απόσταση που ένα μόριο ταξιδεύει πριν συγκρουστεί με ένα άλλο μόριο ονομάζεται η μέση ελεύθερη διαδρομή. Αυτή η διαδρομή είναι πολύ μεγαλύτερη στον αέρα από ό, τι στο νερό. Όσο μεγαλύτερη είναι η μέση ελεύθερη διαδρομή, τόσο ταχύτερα μόρια μπορούν να κινηθούν και να εξαπλωθούν.
* Υψηλότερη θερμική ενέργεια: Τα μόρια αέρα έχουν γενικά υψηλότερη θερμική ενέργεια από τα μόρια νερού στην ίδια θερμοκρασία. Αυτή η υψηλότερη ενέργεια οδηγεί σε ταχύτερη μοριακή κίνηση και περισσότερες συγκρούσεις, οι οποίες τελικά επιταχύνουν τη διάχυση.
* Κάτω μοριακές αλληλεπιδράσεις: Τα μόρια του νερού προσελκύονται έντονα μεταξύ τους μέσω της δέσμευσης υδρογόνου. Αυτές οι ισχυρές αλληλεπιδράσεις επιβραδύνουν την κίνηση των μεμονωμένων μορίων, παρεμποδίζοντας τη διάχυση. Τα μόρια αέρα, κυρίως το άζωτο και το οξυγόνο, έχουν ασθενέστερες ενδομοριακές δυνάμεις, επιτρέποντας ταχύτερη διάχυση.
Συνοπτικά: Ο συνδυασμός χαμηλότερης πυκνότητας, ιξώδους, υψηλότερης μέσης ελεύθερης διαδρομής και ασθενέστερων διαμοριακών δυνάμεων στον αέρα σε σύγκριση με το νερό συμβάλλει σημαντικά με τους ταχύτερους ρυθμούς διάχυσης που παρατηρούνται στον αέρα.
