A tinta se difunde na água devido ao movimento aleatório das moléculas de água e tinta. Em grande escala, não vemos as moléculas individuais em movimento. Em vez disso, vemos quão escura a tinta está em pontos diferentes da solução, o que na verdade indica sua concentração. Você pode ver a tinta se mover de áreas de maior concentração para aquelas de menor concentração, e a taxa desse movimento é proporcional ao coeficiente de difusão da tinta na água.

Movimentos aleatórios

Temperatura é uma medida dos movimentos aleatórios de moléculas. Conforme as moléculas de água se movem aleatoriamente em uma mistura com tinta, elas colidem com as moléculas de tinta, fazendo com que elas se movam aleatoriamente também. Em locais onde há mais moléculas de tinta, há mais colisões com moléculas de água que empurram as moléculas de tinta para outros lugares. Como resultado, em média, as moléculas de tinta se movem de áreas com mais moléculas (maior concentração) para áreas com menos moléculas (menor concentração).

Coeficiente de difusão

Quanto maior a temperatura do água, mais rápido as moléculas se movem. Isso resulta em mais e mais colisões. Consequentemente, o coeficiente de difusão é proporcional à temperatura. Até que ponto cada molécula de tinta se move após uma colisão depende do seu diâmetro, porque as moléculas maiores diminuem mais a fricção em comparação com moléculas menores. O atrito intrínseco em um fluido é chamado de viscosidade. Assim, o coeficiente de difusão é inversamente proporcional ao diâmetro da molécula e à viscosidade do líquido.

Entropia e Difusão

A segunda lei da termodinâmica indica que a entropia tende a aumentar. A entropia é uma medida de como as coisas são desordenadas, dispersas ou dispostas aleatoriamente. À medida que a tinta se difunde de uma gota concentrada, as moléculas ficam mais espalhadas e distribuídas aleatoriamente. Assim, à medida que a tinta se difunde, a entropia do sistema aumenta.