Înainte să începi: Științe exploratorii; Proporții simple și citirea atentă a datelor dintr-un enunț.
Parfumul ajunge la distanță deoarece componente volatile trec în aer, apoi sunt transportate prin mișcarea aerului și prin difuzie. Moleculele nu au nevoie să urmeze un traseu ordonat și nu se transformă în aer ca să se răspândească.
Mai întâi trebuie să existe molecule în faza gazoasă
Un lichid parfumat conține mai multe componente, cu volatilități diferite. Unele trec mai ușor în faza gazoasă decât altele. Compoziția vaporilor poate fi diferită de compoziția lichidului, iar ceea ce percepem în timp nu este o copie simplă a etichetei ingredientelor.
Evaporarea este primul pas al acestui exemplu. Difuzia descrie răspândirea rezultată din mișcarea moleculară și din diferențele de concentrație. Într-o cameră reală, curenții de aer produși de ventilație, mișcări sau diferențe de temperatură contribuie adesea foarte mult la transport.
De ce mirosul nu se deplasează ca o bilă aruncată
Moleculele din aer se ciocnesc frecvent și își schimbă direcția. O viteză moleculară mare nu înseamnă că o moleculă traversează camera în linie dreaptă cu acea viteză. Distanța netă parcursă și lungimea traseului efectiv sunt lucruri diferite.
De aceea, nu calculăm timpul până la celălalt perete împărțind lungimea camerei la o viteză termică. Ar lipsi efectele ciocnirilor, amestecării aerului, adsorbției pe suprafețe și geometriei încăperii.
Exemplu de diluare idealizată
Presupunem, doar pentru un model de bilanț, că 0,30 mg dintr-o componentă volatilă ajung uniform într-un volum închis de 30 m³ aer. Nu există pierderi pe suprafețe sau schimb de aer.
Concentrația medie masică este 0,30/30 = 0,010 mg/m³. Dacă aceeași masă ar fi distribuită în 60 m³, media ar deveni 0,005 mg/m³. Cantitatea totală nu s-a modificat, dar concentrația medie s-a înjumătățit.
Aceste valori nu stabilesc dacă mirosul este perceptibil și nu sunt praguri de siguranță. Percepția depinde de substanță, de sensibilitate și de adaptare. Înainte de amestecarea uniformă, concentrația lângă sursă poate fi mult mai mare decât media calculată.
Confuzia de evitat
Faptul că nu mai percepi un miros nu demonstrează concentrație zero. Nici intensitatea percepută nu este un aparat de analiză cantitativă. Articolul explică transportul materiei, nu evaluarea expunerii la o substanță. Pentru calcule cu gaze, vezi modelul gazului ideal.
Întrebări frecvente
Difuzia are nevoie de ventilator?
Nu. Ea poate apărea prin mișcarea moleculară. Ventilatorul adaugă transport prin curgerea aerului și poate accelera amestecarea la scara camerei.
Toate componentele parfumului se evaporă la fel?
Nu. Volatilitatea și interacțiunile lor diferă, astfel că proporțiile din faza gazoasă pot evolua.
Dacă moleculele se răspândesc, masa lor dispare?
Nu. Ele pot rămâne în aer, pot ajunge pe suprafețe sau pot părăsi încăperea odată cu aerul. Bilanțul trebuie să includă toate aceste trasee.
