ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างคนุดเซ่นกับการแพร่กระจายของโมเลกุลก็คือการแพร่แบบคนุดเซนเกี่ยวข้องกับการชนกันของโมเลกุลก๊าซกับผนังรูพรุน ในขณะที่การแพร่กระจายของโมเลกุลเกี่ยวข้องกับการเคลื่อนที่ของโมเลกุลจากระบบหนึ่งไปอีกระบบหนึ่งตามระดับความเข้มข้น
การแพร่กระจายหมายถึงการเคลื่อนที่ของโมเลกุล (โดยเฉพาะโมเลกุลของแก๊ส) ผ่านระบบ กระบวนการนี้สามารถพบได้ในสองประเภท: Knudsen diffusion และ Molecular diffusion
คนุดเซ่นแพร่คืออะไร
การแพร่กระจายของคนุดเซ็นคือการแพร่กระจายที่เกิดขึ้นเมื่อความยาวของมาตราส่วนของระบบเทียบได้กับหรือน้อยกว่าเส้นทางอิสระเฉลี่ยของอนุภาคที่เกี่ยวข้อง คำนี้ใช้เป็นหลักในฟิสิกส์และเคมี และตั้งชื่อตามนักวิทยาศาสตร์ Martin Knudsen
เมื่อพิจารณาการเคลื่อนที่ (โดยเฉพาะอย่างยิ่ง การแพร่กระจาย) ของโมเลกุลก๊าซผ่านรูพรุนของเส้นเลือดฝอยที่เล็กมาก หากเส้นทางอิสระเฉลี่ยของโมเลกุลก๊าซที่กระจายมีขนาดใหญ่กว่าเส้นผ่านศูนย์กลางของรูพรุน แสดงว่ามีความหนาแน่นของก๊าซนั้น ต่ำมาก และโมเลกุลของแก๊สมีแนวโน้มที่จะชนกับผนังรูพรุนเมื่อเทียบกับการชนกันระหว่างโมเลกุล กระบวนการนี้มีชื่อว่า Knudsen diffusion หรือ Knudsen flow
รูปที่ 01: โมเลกุลในรูพรุนรูปทรงกระบอกระหว่างการแพร่กระจายของคนุดเซ่น
นอกจากนี้ เราสามารถกำหนดหมายเลข Knudsen ซึ่งเป็นตัววัดที่ดีของความสำคัญสัมพัทธ์ของการแพร่กระจายของ Knudsen หากตัวเลขนี้มากกว่า 1 แสดงว่าการกระจายแบบคนุดเซนมีความสำคัญสำหรับระบบนั้น ในทางปฏิบัติ ตัวเลขนี้ใช้ได้กับก๊าซเท่านั้นทั้งนี้เป็นเพราะเส้นทางโมเลกุลอิสระเฉลี่ยในสถานะของเหลวหรือของแข็งมีขนาดเล็กมาก
การแพร่กระจายของโมเลกุลคืออะไร
การแพร่กระจายคือการเคลื่อนที่ของโมเลกุลจากบริเวณที่มีความเข้มข้นสูงไปยังความเข้มข้นต่ำผ่านการไล่ระดับความเข้มข้น การเคลื่อนไหวเหล่านี้เกิดขึ้นในแนวทางเดียวกัน ปัจจัยที่ส่งผลต่อการไล่ระดับความเข้มข้นก็ส่งผลต่อการแพร่เช่นกัน
การเคลื่อนไหวนี้จะสิ้นสุดลงเมื่อความเข้มข้นของทั้งสองภูมิภาคเท่ากันทุกจุด ซึ่งหมายความว่าการเคลื่อนไหวนี้จะเกิดขึ้นจนกว่าการไล่ระดับความเข้มข้นจะหายไป จากนั้นโมเลกุลก็กระจายไปทั่วในสารละลาย
รูปที่ 02: การแพร่กระจายของไอออนระหว่างสองระบบ
อัตราการเคลื่อนที่ของโมเลกุลผ่านการแพร่เป็นหน้าที่ของอุณหภูมิ ความหนืดของก๊าซ (หรือของเหลว) และขนาดอนุภาคโดยปกติ การแพร่กระจายของโมเลกุลจะอธิบายฟลักซ์สุทธิของโมเลกุลจากบริเวณที่มีความเข้มข้นสูงไปจนถึงความเข้มข้นต่ำ เมื่อพิจารณาจากทั้งสองระบบคือ A1 และ A2 ซึ่งมีอุณหภูมิเท่ากันและสามารถแลกเปลี่ยนโมเลกุลระหว่างกัน การเปลี่ยนแปลงของพลังงานศักย์ในระบบใดระบบหนึ่งเหล่านี้สามารถสร้างกระแสพลังงานจากระบบหนึ่งไปยังอีกระบบหนึ่งได้ (จาก A1 เป็น A2 หรือในทางกลับกัน) เนื่องจากระบบใด ๆ ชอบสถานะพลังงานต่ำและเอนโทรปีสูง ทำให้เกิดการแพร่กระจายของโมเลกุล
ความแตกต่างระหว่างคนุดเซ่นและการแพร่กระจายของโมเลกุลคืออะไร
การแพร่กระจายมีสองประเภทคือการแพร่กระจายแบบคนุดเซ่นและการแพร่กระจายของโมเลกุล ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างคนุดเซ่นและการแพร่กระจายของโมเลกุลก็คือการแพร่แบบคนุดเซนเกี่ยวข้องกับการชนกันของโมเลกุลก๊าซกับผนังรูพรุน ในขณะที่การแพร่กระจายของโมเลกุลเกี่ยวข้องกับการเคลื่อนที่ของโมเลกุลจากระบบหนึ่งไปอีกระบบหนึ่งตามระดับความเข้มข้น
สรุป – คนุดเซ่น vs การแพร่กระจายของโมเลกุล
การแพร่กระจายมีสองประเภทคือการแพร่กระจายแบบคนุดเซ่นและการแพร่กระจายของโมเลกุล ความแตกต่างที่สำคัญระหว่างคนุดเซ่นและการแพร่กระจายของโมเลกุลก็คือการแพร่แบบคนุดเซนเกี่ยวข้องกับการชนกันของโมเลกุลก๊าซกับผนังรูพรุน ในขณะที่การแพร่กระจายของโมเลกุลเกี่ยวข้องกับการเคลื่อนที่ของโมเลกุลจากระบบหนึ่งไปอีกระบบหนึ่งตามระดับความเข้มข้น