Moléculas individuais se movem aleatoriamente no espaço tridimensional, esbarrando em outras moléculas ao longo do caminho. A sua velocidade depende de muitos factores, tais como a temperatura e a densidade do meio através do qual se movem – por exemplo, se através do ar ou de uma pasta de café. Mas, apesar do movimento aleatório de cada partícula individual, existe uma tendência geral para as moléculas numa mistura migrarem de áreas de maior concentração para áreas de menor concentração. Este processo é conhecido como difusão . Este vídeo da Khan Academy explica o processo:
Este vídeo da Khan Academy explica como a difusão de partículas ocorre ao longo de um gradiente de concentração.
Como o café moído inclui muito material solúvel, uma pasta de café sempre contém uma distribuição desigual de moléculas . A água adjacente à moagem do café provavelmente contém uma concentração maior de moléculas de sabor do que a água mais distante da moagem do café. A desigualdade de concentração numa pasta é o que impulsiona a difusão . Quando uma região de alta concentração faz fronteira com uma região mais diluída, o termo “ gradiente de concentração” descreve a diferença entre elas. As moléculas viajam ao longo do gradiente de concentração, de uma área de maior concentração para uma de menor concentração. O processo de difusão não requer energia adicional; tudo o que é necessário é um gradiente de concentração.
Por exemplo, se você adicionar algumas gotas de tinta a uma tigela com água, o moléculas que compõem a tinta acabarão por ser distribuídos em concentrações iguais por todo o corpo de água. Quando a tinta moléculas tornam-se uniformemente dispersos, um estado de equilíbrio foi alcançado. A solução pode levar várias horas, até dias, para chegar equilíbrio, especialmente se a água estiver fria. Em um ambiente frio, cada molécula tem menos energia cinética e, portanto, não pode se difundir tão rapidamente.
Em uma estática bebida de imersão como uma prensa francesa, onde um leito de café se forma na parte inferior do pasta, equilíbrio não será alcançado em tempo suficiente para servir um café “quente” ao cliente.