ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างการพาความร้อนและการแพร่คือการพาความร้อนคือการเคลื่อนที่ของอนุภาคขนาดใหญ่ในทิศทางเดียวกันผ่านของเหลว ในขณะที่การแพร่คือการเคลื่อนที่ของอนุภาคเดี่ยวและการถ่ายโอนโมเมนตัมและพลังงานของอนุภาคไปยังอนุภาคอื่น อนุภาคในของเหลว
การพาความร้อนและการแพร่กระจายเป็นสองกระบวนการทางกายภาพที่เราสามารถอธิบายทางเคมีผ่านการเคลื่อนที่ของอนุภาคได้
การพาความร้อนคืออะไร
การพาความร้อนคือกระบวนการถ่ายเทความร้อนผ่านการเคลื่อนที่ของโมเลกุลจำนวนมากภายในของเหลว ของเหลวอาจเป็นก๊าซหรือของเหลวก็ได้ในขั้นต้น การถ่ายเทความร้อนระหว่างของไหลกับวัตถุเกิดขึ้นจากการนำความร้อน อย่างไรก็ตาม การถ่ายเทความร้อนจำนวนมากเกิดขึ้นเนื่องจากการเคลื่อนที่ของของเหลว เราสามารถพูดง่ายๆ ได้ว่าการพาความร้อนคือกระบวนการถ่ายเทความร้อนในของไหลผ่านการเคลื่อนที่ที่แท้จริงของสสาร กระบวนการนี้สามารถเกิดขึ้นได้โดยธรรมชาติหรือกระบวนการบังคับ
เกี่ยวกับกระบวนการพาความร้อน การให้ความร้อนของของไหลทำให้เกิดการขยายตัวทางความร้อน และชั้นที่อยู่ใกล้กับแหล่งความร้อนมากที่สุดจะร้อนขึ้นและมีความหนาแน่นน้อยลง ดังนั้น ที่ตามมาคือการเพิ่มขึ้นของส่วนที่ร้อนของของไหลตามการลอยตัวโดยที่ชั้นของเหลวที่เย็นกว่ามักจะเข้ามาแทนที่ชั้นของเหลวที่ร้อนขึ้น กระบวนการนี้ซ้ำแล้วซ้ำอีก และเป็นกระบวนการพาความร้อนที่เกิดขึ้น
การพาความร้อนมีสองรูปแบบคือการพาธรรมชาติและการพาความร้อนแบบบังคับ การพาความร้อนตามธรรมชาติเกิดขึ้นเนื่องจากแรงลอยตัว และการพาความร้อนแบบบังคับเกิดขึ้นจากแหล่งภายนอก เช่น ลมจากพัดลมหรือปั๊ม
การแพร่กระจายคืออะไร
การแพร่กระจายคือการเคลื่อนที่ของโมเลกุลจากบริเวณที่มีความเข้มข้นสูงไปยังความเข้มข้นต่ำผ่านการไล่ระดับความเข้มข้น การเคลื่อนไหวเหล่านี้เกิดขึ้นในแนวทางเดียวกัน ปัจจัยที่ส่งผลต่อการไล่ระดับความเข้มข้นก็ส่งผลต่อการแพร่เช่นกัน
ในการแพร่ การเคลื่อนไหวนี้จะสิ้นสุดลงเมื่อความเข้มข้นของทั้งสองภูมิภาคเท่ากันทุกจุด ซึ่งหมายความว่าการเคลื่อนไหวนี้จะเกิดขึ้นจนกว่าการไล่ระดับความเข้มข้นจะหายไป จากนั้นโมเลกุลก็กระจายไปทั่วในสารละลาย
อัตราการเคลื่อนที่ของโมเลกุลผ่านการแพร่เป็นหน้าที่ของอุณหภูมิ ความหนืดของก๊าซ (หรือของเหลว) และขนาดอนุภาค โดยปกติ การแพร่กระจายของโมเลกุลจะอธิบายฟลักซ์สุทธิของโมเลกุลจากบริเวณที่มีความเข้มข้นสูงไปจนถึงความเข้มข้นต่ำเมื่อพิจารณาจากทั้งสองระบบคือ A1 และ A2 ซึ่งมีอุณหภูมิเท่ากันและสามารถแลกเปลี่ยนโมเลกุลระหว่างกัน การเปลี่ยนแปลงของพลังงานศักย์ในระบบใดระบบหนึ่งเหล่านี้สามารถสร้างกระแสพลังงานจากระบบหนึ่งไปยังอีกระบบหนึ่งได้ (จาก A1 เป็น A2 หรือกลับกัน) นี่เป็นเพราะว่าระบบใดก็ตามย่อมชอบสภาวะที่มีพลังงานต่ำและเอนโทรปีสูง ทำให้เกิดการแพร่กระจายของโมเลกุล
การพาความร้อนและการแพร่ต่างกันอย่างไร
การพาความร้อนและการแพร่กระจายเป็นกระบวนการทางกายภาพที่เราสามารถอธิบายทางเคมีผ่านการเคลื่อนที่ของอนุภาคได้ ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างการพาความร้อนและการแพร่คือการพาความร้อนคือการเคลื่อนที่ขนาดใหญ่ของอนุภาคขนาดใหญ่ในทิศทางเดียวกันผ่านของเหลว ในขณะที่การแพร่คือการเคลื่อนที่ของอนุภาคเดี่ยวและการถ่ายโอนโมเมนตัมและพลังงานของอนุภาคไปยังอนุภาคอื่นๆ ในของไหล
อินโฟกราฟิกต่อไปนี้แสดงความแตกต่างระหว่างการพาความร้อนและการแพร่กระจายในรูปแบบตารางสำหรับการเปรียบเทียบแบบเคียงข้างกัน
สรุป – การพาความร้อนกับการแพร่กระจาย
การพาความร้อนคือกระบวนการถ่ายเทความร้อนผ่านการเคลื่อนที่ของโมเลกุลจำนวนมากภายในของเหลว การแพร่กระจายคือการเคลื่อนที่ของโมเลกุลจากบริเวณที่มีความเข้มข้นสูงไปยังความเข้มข้นต่ำผ่านการไล่ระดับความเข้มข้น ดังนั้น ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างการพาความร้อนและการแพร่คือการพาความร้อนคือการเคลื่อนที่ขนาดใหญ่ของอนุภาคขนาดใหญ่ในทิศทางเดียวกันผ่านของเหลว ในขณะที่การแพร่คือการเคลื่อนที่ของอนุภาคเดี่ยวและการถ่ายโอนโมเมนตัมและพลังงานของอนุภาคไปยังอนุภาคอื่นใน ของเหลว