تتحرك الجزيئات الفردية بشكل عشوائي في الأجواء ثلاثية الأبعاد، وتصطدم بجزيئات أخرى خلال رحلتها. وتعتمد سرعتها على عدة عوامل، مثل درجة حرارتها وكثافة الأوساط التي تتحرك خلالها، سواء كانت هواءً أو خليط قهوة. وعلى الرغم من الحركة العشوائية الفردية لكل جزيء، فإن الجزيئات في الخليط تميل إلى الهجرة من المناطق عالية التركيز نحو المناطق الأقل تركيزًا. وتُعرف هذه العملية بالانتشار. ويشرح هذا الفيديو من «أكاديمية خان» (Khan Academy) هذه العملية:
يشرح هذا الفيديو من أكاديمية خان (Khan Academy) كيف يحدث انتشار الجزيئات في تدرج التركيز.
ونظرًا لأن القهوة المطحونة تحتوي على نسبة كبيرة من المواد القابلة للذوبان، فإن توزيع الجزيئات داخل خليط القهوة يكون دائمًا غير متساوٍ. يرجح أن يكون تركيز جزيئات النكهة في الماء المجاور للقهوة المطحونة أعلى منه في الماء الموجود على مسافة أبعد منها. وغالبًا ما يكون التفاوت في تركيز خليط القهوة هو السبب وراء حدوث الانتشار. عندما تجاور منطقة ذات تركيز عالٍ منطقة أخرى أكثر ميوعة، فإن مصطلح ’تدرج التركيز‘ يصف الفرق بينهما. حيث تنتقل الجزيئات إلى أسفل تدرج التركيز، من المناطق الأعلى تركيزًا إلى تلك الأقل تركيزًا. ولا تتطلب عملية الانتشار استخدام طاقة إضافية، فكل ما تحتاجه هو وجود تدرج التركيز.
For example, if you add a few drops of ink to a bowl of water, the جزيئات that make up the ink will eventually be distributed in equal concentrations across the entire body of water. When the ink جزيئات become evenly dispersed, a state of equilibrium has been reached. It could take the solution several hours, even days, to reach equilibrium, especially if the water is cold. In a cold environment, each molecule has less kinetic energy and therefore can’t diffuse as quickly.
In a static المشروبات المعدة بالغمر such as a French press, where a coffee bed forms at the bottom of the خليط القهوة, equilibrium will not be achieved in enough time to serve a customer a ‘hot’ coffee.