Nyckelskillnaden mellan konvektion och diffusion är att konvektion är den stora rörelsen av en stor massa partiklar i samma riktning genom vätskan, medan diffusion är rörelsen av enskilda partiklar och överföringen av partikelns rörelsemängd och energi till andra partiklar i vätskan.
Konvektion och diffusion är två fysikaliska processer som vi kan beskriva kemiskt genom partiklars rörelse.
Vad är konvektion?
Konvektion är processen för värmeöverföring genom bulkrörelsen av molekyler i vätskor. Vätskan kan vara antingen en gas eller en vätska. Inledningsvis sker värmeöverföringen mellan vätskan och ett föremål genom ledning; emellertid sker bulkvärmeöverföringen på grund av vätskans rörelse. Vi kan helt enkelt säga att konvektion är värmeöverföringsprocessen i vätskor genom materiens faktiska rörelse. Denna process kan ske som en naturlig eller en påtvingad process.
När det gäller konvektionsprocessen orsakar uppvärmning av en vätska termisk expansion, och skikten som är närmast värmekällan blir varmare och blir mindre täta. Följaktligen följer detta uppstigningen av den varmare delen av vätskan enligt flytkraft där de kallare vätskeskikten tenderar att ersätta de stigande heta vätskeskikten. Denna process upprepas, och det är konvektionsprocessen där värmeöverföring sker.
Det finns två former av konvektion som naturlig konvektion och forcerad konvektion. Naturlig konvektion uppstår på grund av flytkraften, och forcerad konvektion uppstår på grund av en extern källa som vind från en fläkt eller en pump.
Vad är diffusion?
Diffusion är förflyttning av molekyler från ett område med hög koncentration till en låg koncentration via en koncentrationsgradient. Dessa rörelser sker i samma lösning. Faktorerna som påverkar koncentrationsgradienten påverkar även diffusionen.
I diffusion avslutas denna rörelse när koncentrationerna av de två regionerna blir lika vid varje punkt. Detta innebär att denna rörelse sker tills koncentrationsgradienten försvinner. Sedan spred sig molekylerna överallt inuti lösningen.
Hastigheten för molekylernas rörelse genom diffusion är en funktion av temperatur, gasens (eller vätskans) viskositet och partikelstorlek. Vanligtvis beskriver molekylär diffusion nettoflödet av molekyler från en region med hög koncentration till en låg koncentration. När man betraktar de två systemen, A1 och A2, som har samma temperatur och kan utbyta molekyler mellan dem, kan en förändring i den potentiella energin i något av dessa system skapa ett energiflöde från ett system till det andra (från A1 till A2 eller vice versa). Detta beror på att vilket system som helst naturligt föredrar lågenergi- och högentropitillstånd. Detta skapar ett tillstånd av molekylär diffusion.
Vad är skillnaden mellan konvektion och diffusion?
Konvektion och diffusion är fysikaliska processer som vi kan beskriva kemiskt genom partiklars rörelse. Den viktigaste skillnaden mellan konvektion och diffusion är att konvektion är den stora rörelsen av en stor massa partiklar i samma riktning genom vätskan, medan diffusion är rörelsen av enstaka partiklar och överföring av partikelns rörelsemängd och energi till andra partiklar i vätskan.
Följande infografik listar skillnaderna mellan konvektion och diffusion i tabellform för jämförelse sida vid sida.
Sammanfattning – Konvektion vs diffusion
Konvektion är processen för värmeöverföring genom bulkrörelsen av molekyler i vätskor. Diffusion är förflyttning av molekyler från ett område med hög koncentration till en låg koncentration via en koncentrationsgradient. Därför är den viktigaste skillnaden mellan konvektion och diffusion att konvektion är den stora rörelsen av en stor massa partiklar i samma riktning genom vätskan, medan diffusion är rörelsen av enstaka partiklar och överföringen av partikelns rörelsemängd och energi till andra partiklar i vätska.
