濃度差為什麼能產生擴散動力？這個力是什麼力？

01-05

關於溶液中的離子擴散問題。。。

物理化學，南大，傅獻彩版，直接找化學勢相關概念。

化學勢

在界面處兩側溶液濃度不同，因此分子數量不同，且都做無規則運動，因此濃度高的一側撞擊數量多，撞擊力也大。。。這個力的實質就是形成布朗運動的力。。。

假設你的身邊：一邊有10000個分子，一邊有10個分子。現在你身邊的分子開始做出兩種選擇：向左或者向右。因為與分子向左或者向右運動是完全獨立的，一個不影響一個。所以這將意味著有10000個分子的那邊將會有更多的分子來到有10個的分子的那邊。

這就是擴散。注意：分子之間的「決定」是相互獨立的。

如果你將一根餅乾條放進水裡，你會發現水被吸上來了。你肯定知道這是毛細現象，它是由靜電作用力引起的。但這個與上面的有關係嗎？這個問題就先留給讀者去思考了。#_#

如果你將飽和澱粉溶液與純凈水分別倒進兩個僅有半透膜分立的水槽之中，你會發現澱粉溶液的水平面上漲了。從能量的角度來說，這種濃度差給水做了正功，使其的重力勢能增加了。

那麼問題來了，這能量來自哪裡？？？

哈～

這就是：自由能，由熵增原理(也可以說是熱力學第三定律)引起的能量現象。

好了，回答問題：這種力就是：由熱力學定律允許產生的滲透壓與其垂直面積上的乘積的積分。說白了，就是一種力。

先是化學勢，這個沒有數學基礎很難理解，如果題主有高等數學基礎的話可以去看看。

其次從統計學上理解，在濃度不同的溶液里取一個很小的空間，分左右兩半，每次各從左右隨機各選取一定量粒子互相交換視作布朗運動，如果左右兩側濃度相等，那麼從長期看無論交換多少次濃度都是一樣的，粒子交換的概率都不變。但是一旦濃度不等了，那麼必然有某種粒子交換的概率大另一種的小，那麼這種狀態將持續到濃度相等，概率都相等了，這種大量的隨機過程宏觀上就變成一種統計結果：濃度高的向濃度低的部分擴散，直到平衡

熵力，一切系統都有一種達到均一的趨勢

熱力學第二定律的統計學解釋，我是高中生，反正我是這麼理解的

還是因為這種溶質親水，如果不親水，不溶於水，最後也不會均勻。親水的物質均勻分布自由能最低。

比如在一個大廳里左邊放一百個男的，右邊放一百個女的，互相都不認識，讓他們自由活動, 最後幾率最大的狀態肯定是男女均勻分布，男的跟女的聊天且保證周圍有盡量多的女的，女的跟男的聊天且保證周圍有盡量多的男的，且不時轉換聊天對象。。。這就是溶質親水的情況 (比如NaCl跟水). 擴散動力就是男的要跟盡量多的女的聊天，女的要跟盡量多的男的聊天.

如果男的全是gay，女的全是les，最後當然就是男的跟男的聊，女的跟女的聊，男女各自一堆，這就是溶質疏水的情況(比如油跟水)。。。

如果男女全是雙性戀，那就是完全隨機。。。男的可能跟男的聊，男的可能跟女的聊，女的可能跟男的聊，女的可能跟女的聊那就是溶質不親水也不疏水的情況 (比如水跟水)。。。

另外有人說熵增. 想像一下在大廳下面架一個大火爐，大家光著腳燙的受不了，來回跑，最多讓男男女女的運動加快了，熵增對擴散自由能影響有多大? 看溫度嘍。低溫下，男的找女的，女的找男的，主要是出於異性相吸，大家慢慢的走，配對速度比較慢。高溫下，他們很快就擴散配對了，---不光是兩情相悅，而且是因為腳燙的受不了，必須快跑！！但是如果都是男gay和女les，該和誰聊天還是跟誰聊，男的一邊跑一邊跟男的聊，女的一邊跑一邊跟女的聊，還是男女各自一堆, 仍然沒有擴散。一般情況下升高火爐溫度不能改變性取向.是不是擴散看是不是兩情相悅，擴散快慢看熵增引起的自由能變化。這也就是為什麼高溫下溶解,擴散速度比較快！

只有溫度高到一定程度熵增才佔主導, 並有可能克服一定的分子間親和力，地面太熱了，男男，女女好基友好拉拉之間也不能一起愉快的聊天了，都打散了，這也就擴散了。

說到底，就是一個概率問題，布朗運動

因為均勻分布的概率最大，而且粒子數量越多，均勻分布的概率越具有壓倒性優勢。

通俗點解釋，一邊太擠一邊松。擠的那面一定要到松的那面去啊。

在溫度沒有明顯變化的情況下，系統由不均一向均一轉變的過程是自發的。

從微觀上看就是如果兩側的濃度不一樣，那麼一個分子從左邊運動到右邊的幾率和從右邊運動到左邊的幾率是不一樣的。。。

孤立系統的熵永遠向最大化的方向發展.具體到這個問題,簡單推導就能發現濃度一致的混亂度要大於有濃度差的情況.