布朗运动与扩散现象的异同点

【专家解说】：　　扩散应是一种宏观现象，当系统热平衡（无温差）与物相平衡（无浓度差）时，就没有扩散现象了。不宜把扩散推广到微观世界，这类似于把温度概念应用于微粒就将变得没有什么意义一样。扩散与温度都带有对微观过程进行某种平均的意味。微观世界永不停息的分子运动及与之相伴的统计涨落应与宏观的扩散相区别——微观的某种动态平衡就是宏观的某种静态平衡。说扩散会终止就象说热平衡时热传递终止了一样。 　　辞海》【扩散】物理学名词。由于微粒（分子、原子等）的热运动而产生的物质迁移现象。可由一种或多种物质在气、液或固相的同一相内或不同相间进行。主要由于浓度差或温度差所引起，而以前者为较常见。一般从浓度较高的区域向较低的区域扩散（严格讲，在不同相间，微粒应从吉布斯自由能较大的地方向较小的地方扩散），直到相内各部分的浓度达到均匀或两相间的浓度达到平衡为止。例如氨在静止空气中的散播，墨汁同静水的搀和，钢件表面的渗碳等。扩散速度在气体中最大，液体中次之，固体中最小，并且浓度差越大、微粒质量越小、温度越高、扩散也越快。在化学、冶金、半导体、原子能等工业中常应用扩散作用，以达到某种目的，如通过蒸馏、吸收等以分离某些物质；通过扩散退火以消除铸造合金中的“枝晶偏析”等。 　　1827年英国植物学家布朗首先在显微镜下观察到，水中的小花粉在不停地作不规则的运动。仔细观察，可以发现任何悬浮在液体或气体中的非常小的微粒，都永远处于无休止的没有规则的运动状态之中。这个悬浮的微粒愈小，它的运动就愈激烈；温度愈高，这种运动也愈激烈。后来人们把这种运动叫布朗运动，把像小花粉那样小的微粒叫布朗微粒。布朗运动是永不休止的，它不受外界因素的影响，完全是物质内部运动的反映。 　　布朗运动说明了什么问题呢？原来，这种运动就是由液体的分子运动引起的。由于液体的分子每时每刻都在作不规则的热运动，这些分子撞击布朗微粒，就引起了布朗微粒的运动。如果悬浮物的颗粒太大，则在每一瞬间撞击到这个大颗粒上的分子数目就太多了，致使这些撞击作用基本上相互抵消了，大颗粒就会保持不动。当悬浮粒小到一定程度时，碰撞到小颗粒上的分子就不那么多，就会从某一个方向出现分子撞击的不平衡，使小颗粒发生运动。布朗颗粒体积愈小，发生撞击的不平衡的可能性愈大，布朗运动就愈急剧。另一方面，温度愈高，分子无规则运动的速度就愈大，分子撞击引起的布朗运动也随之加剧。由于对布朗运动现象的观察和了解，使得人们深入理解了布朗运动的本质。因此证实了分子的存在和分子运动的存在。