Perbezaan Antara Usul dan Penyebaran Brownian

The perbezaan utama antara gerakan Brownian dan penyebaran adalah bahawa dalam gerakan Brownian, zarah tidak mempunyai arah khusus untuk perjalanan sedangkan, dalam penyebaran, zarah akan bergerak dari kepekatan yang tinggi ke kepekatan rendah.

Pergerakan dan penyebaran Brownian adalah dua konsep yang mengaitkan pergerakan zarah. Kewujudan dua konsep ini membuktikan bahawa perkara itu terdiri daripada zarah yang lebih kecil, yang mana kita dapat memisahkan antara satu sama lain. Ia juga membuktikan bahawa terdapat ruang bebas yang cukup antara atom atau molekul dalam bahan (pepejal, gas atau cecair) yang membolehkan zarah-zarah lain bergerak melalui mereka.

KANDUNGAN

1. Gambaran Keseluruhan dan Perbezaan Utama
2. Apakah Pergerakan Brownian
3. Apakah Penyebaran
4. Side by Side Comparison - Brownian Motion vs Diffusion in Form Tabular
5. Ringkasan

Apa itu Brownian Motion?

Ahli botani Robert Brown mempersembahkan konsep gerakan Brownian pada tahun 1827. Dia memerhatikan butiran debunga di dalam air di bawah mikroskop dan melihat bahawa bijirin debunga bergerak di sana-sini (pergerakan rawak) di dalam air. Dia menamakan gerakan ini sebagai gerakan Brownian. Walau bagaimanapun, Einstein adalah orang yang menjelaskan pergerakan ini.

Menurut penjelasan Einstein, beliau menerangkan beberapa sifat atom. Walaupun mereka percaya kewujudan atom pada masa itu; tidak ada bukti untuknya. Gerakan Brownian adalah bukti untuk kewujudan atom. Setiap perkara di sekeliling kita terdiri daripada atom. Oleh itu, walaupun bijirin debunga dan air mengandungi atom. Tambahan pula, Einstein menyifatkan pergerakan bijirin debunga itu disebabkan oleh perlanggaran dengan molekul air yang tidak dapat kita lihat. Apabila molekul air melanda bijirin debunga, ia melepaskan, dan kita dapat melihatnya di bawah mikroskop. Oleh kerana kita tidak dapat melihat molekul air; kita cenderung untuk berfikir bahawa bijirin debunga bergerak sendiri, yang tidak begitu.

Rajah 01: Rajah menunjukkan Pergerakan Brownian

Lebih-lebih lagi, dengan mempelajari gerakan Brownian, kita boleh meramal beberapa sifat molekul air seperti pergerakan laju mereka. Begitu juga, zarah-zarah di udara juga menunjukkan gerakan Brownian. Sebagai contoh, zarah debu di udara bergerak secara rawak disebabkan oleh perlanggaran dengan molekul gas.

Apakah Penyebaran?

Penyebaran adalah perjalanan zarah dari kepekatan yang lebih tinggi ke kepekatan yang lebih rendah. Dalam erti kata lain, ia adalah pergerakan zarah dari kawasan yang mempunyai potensi kimia yang lebih tinggi, ke kawasan yang mempunyai potensi kimia yang kurang. Oleh itu, konsep ini sama dengan perjalanan haba dari objek panas ke objek yang lebih sejuk.

Rajah 02: Difusi melalui Membran Semi-telap

Tambahan pula, osmosis adalah sejenis penyebaran yang menggambarkan pergerakan air. Apabila air bergerak dari satu sel ke sel yang lain, ia mengalir mengikut kecerunan potensi air yang berpotensi tinggi kepada potensi air yang rendah. Selain itu, penyebaran merupakan konsep penting dalam sistem biologi. Tumbuhan dan haiwan menyerap dan mengedarkan kebanyakan nutrien, gas dan air melalui penyebaran. Sebagai contoh, di dalam sel, kandungan oksigen lebih rendah daripada kapilari darah, dan kepekatan karbon dioksida lebih tinggi daripada kapilari darah. Oleh itu, dengan pemindahan oksigen difusi ke dalam sel dari kapilari darah, dan karbon dioksida keluar dari sel.

Apakah Perbezaan Antara Usul dan Penyebaran Brownian?

Gerakan Brownian adalah pergerakan zarah mikroskopik yang tidak menentu dalam cecair, akibat pengeboman berterusan daripada molekul media sekeliling. Sedangkan, penyebaran adalah pergerakan bahan dari kawasan kepekatan yang tinggi ke kawasan kepekatan yang rendah. Oleh itu, perbezaan utama antara gerakan Brownian dan penyebaran adalah bahawa dalam gerakan Brownian, zarah tidak mempunyai arah tertentu untuk perjalanan manakala dalam penyebaran zarah-zarah tersebut akan bergerak dari kepekatan tinggi ke kepekatan yang rendah. Walau bagaimanapun, pergerakan zarah adalah rawak dalam kedua-dua senario.

Selain itu, satu lagi perbezaan yang signifikan antara pergerakan dan penyebaran Brownian ialah penyebaran berlaku berdasarkan kepekatan atau kecerunan kimia yang berpotensi. Tetapi, gerakan Brownian tidak dikawal oleh faktor-faktor tersebut. Pergerakan coklat zarah berlaku mengikut usul zarah lain dalam medium.

Di bawah infographic memberikan lebih banyak maklumat tentang perbezaan antara gerakan Brownian dan penyebaran.

Ringkasan - Brownian Motion vs Diffusion

Ringkasnya, perbezaan utama antara gerakan Brownian dan penyebaran adalah bahawa dalam gerakan Brownian, zarah tidak mempunyai arah khusus untuk perjalanan sedangkan, dalam penyebaran, zarah akan bergerak dari kepekatan tinggi ke kepekatan yang rendah. Walau bagaimanapun, pergerakan zarah adalah rawak dalam kedua-dua senario.

Rujukan:

1. Alfred Rudin, Phillip Choi, dalam Unsur Sains Polimer & Kejuruteraan (Edisi Ketiga), 2013.
2. Helmenstine, Anne Marie, Ph.D. "Pengenalan kepada Pergerakan Brownian." ThoughtCo, 5 Jan, 2019. Boleh didapati di sini  

Image Courtesy:

1. "Gerakan Brownian 1" Oleh Kayau - Kerja sendiri, (CC BY 3.0) melalui Wikimedia Commons  
2. "Diffusion.en" Oleh Quasar Jarosz (Domain Awam) melalui Wikimedia Commons