İçerik
Mürekkep, suyun ve mürekkep moleküllerinin rasgele hareketinden dolayı suda dağılır. Büyük ölçekte, moleküllerin hareket ettiğini görmüyoruz. Bunun yerine, solüsyondaki mürekkebin ne kadar koyu olduğunu görüyoruz, bu aslında konsantrasyonunu gösterir. Mürekkebin yüksek konsantrasyonlu bölgelerden düşük konsantrasyonlu bölgelere doğru hareket ettiğini görebilirsiniz ve bu hareketin hızı, mürekkebin sudaki difüzyon katsayısı ile orantılıdır.
Rastgele Hareketler
Sıcaklık, moleküllerin rasgele hareketlerinin bir ölçüsüdür. Su molekülleri, mürekkepli bir karışım içerisinde rastgele hareket ettikçe, mürekkep moleküllerine çarparak rasgele hareket etmelerine neden olurlar. Daha fazla mürekkep molekülü olan yerlerde, mürekkep moleküllerini diğer yerlere çarpan su molekülleriyle daha fazla çarpışma vardır. Sonuç olarak, ortalama olarak mürekkep molekülleri, daha fazla molekülü olan alanlardan (daha yüksek konsantrasyon) daha az molekülü olan alanlara (daha düşük konsantrasyon) geçer.
Difüzyon katsayısı
Suyun sıcaklığı ne kadar yüksek olursa, moleküller o kadar hızlı hareket eder. Bu daha fazla ve daha zor çarpışmalara neden olur. Sonuç olarak, difüzyon katsayısı sıcaklıkla orantılıdır. Her mürekkep molekülünün bir çarpışmadan sonra ne kadar hareket edeceği çapına bağlıdır, çünkü daha büyük moleküller daha küçük moleküllere kıyasla sürtünmeden daha fazla yavaşlar. Bir akışkandaki içsel sürtünme viskozite olarak adlandırılır. Böylece, difüzyon katsayısı hem molekül çapı hem de sıvı viskozitesi ile ters orantılıdır.
Entropi ve Difüzyon
Termodinamiğin ikinci yasası, entropinin artma eğiliminde olduğunu belirtir. Entropi, düzensiz, dağınık veya rastgele düzenlenmiş şeylerin bir ölçüsüdür. Mürekkep konsantre bir damladan yayıldıkça moleküller daha fazla yayılır ve rasgele dağılır. Mürekkep dağıldıkça sistemin entropisi artar.