Отдельные молекулы беспорядочно перемещаются в трехмерном пространстве, по пути натыкаясь на другие молекулы . Их скорость зависит от многих факторов, таких как их температура и плотность среды, в которой они движутся - например, через воздух или через кофейную суспензию . Но, несмотря на случайное движение каждой отдельной частицы, существует общая тенденция для молекул в смеси мигрировать из областей с более высокой концентрацией в области с более низкой концентрацией. Этот процесс известен как диффузия . Это видео из Khan Academy объясняет процесс:
Это видео из Академии Хана объясняет, как происходит диффузия частиц вниз по градиенту концентрации.
Поскольку молотый кофе содержит очень много растворимого материала, кофейная суспензия всегда содержит неравномерное распределение молекул . Вода, прилегающая к помолу кофе, вероятно, будет содержать более высокую концентрацию молекул ароматизатора, чем вода на большем расстоянии от помола кофе. Неравномерность концентрации в суспензии является то , что диски диффузии . Когда область высокой концентрации граничит с более разбавленной областью, термин « градиент концентрации» описывает разницу между ними. Молекулы движутся вниз по градиенту концентрации от области с более высокой концентрацией к области с более низкой концентрацией. Процесс диффузии не требует дополнительной энергии; все, что для этого требуется, - это градиент концентрации.
Например, если вы добавите несколько капель чернил в таз с водой, молекулы составляющие чернила, в конечном итоге будут распределены в равных концентрациях по всему водному пространству. Когда чернила молекулы становятся равномерно рассредоточенными, состояние равновесие Был достигнут. Решение может занять несколько часов или даже дней, чтобы достичь равновесие, особенно если вода холодная. В холодной среде каждая молекула имеет меньше кинетическая энергия и поэтому не может распространяться так быстро.
В статике иммерсионный отвар например, во френч-прессе, где на дне формируется кофейная подушка. жидкий навоз, равновесие не будет достигнуто за достаточное время, чтобы подать покупателю «горячий» кофе.