Все три рода диффузии имеют место и в жидкостях, но соотношение между скоростями, с которыми они совершаются, не так просто, как в случае газов. Динамическая теория жидкостей не так хорошо изучена, как динамическая теория газов, но главное различие между газом и жидкостью состоит, по-видимому, в том, что в газе каждая молекула большую часть времени употребляет на прохождение свободного пути и только весьма малую долю времени тратит на встречи с другими молекулами, между тем как в жидкостях для молекулы свободный путь едва ли возможен и она всегда находится в состоянии тесной встречи с другими молекулами.
Таблица диффузии
Единица измерения:
(сантиметр)²
секунда
(Знаки:Н — водород; О—кислород; СО — окись углерода; СO
2
—углекислота)
Вычис
Наблю
ленное
денное
Н и О
0,7086
0,7214
⎫
⎪
⎪
⎪
⎬
⎪
⎪
⎪
⎭
Диффузия материи по наблюдениям Лошмидта
Н и СО
0,6519
0,6422
Н и СО
2
0,5575
0,5558
O и СО
0,1807
0,1802
O и СО
2
0,1427
0,1409
CO и СО
2
0,1386
0,1403
H
1,2990
1,49
⎫
⎪
⎬
⎪
⎭
Диффузия количества движения (Грэхем и Мейер)
O
0,1884
0,213
CO
0,1748
0,212
CO
2
0,1087
0,117
Воздух
-
0,256
⎫
⎪
⎬
⎪
⎭
Диффузия температуры по наблюдениям Стефана
Медь
-
1,077
Железо
-
0,183
Тростниковый сахар в воде
0,0000035
⎫
⎬
⎭
(Фойт)
Диффузия за день
0,3144
Соль в воде
0,00000116
(Фикк)
Следовательно, в жидкости диффузия движения от одной молекулы к другой совершается гораздо быстрее, нежели диффузия самих молекул; по той же самой причине в тесной толпе гораздо легче переслать письмо, передавая его из рук в руки, нежели поручить передачу особому посыльному, которому пришлось бы прокладывать себе путь в толпе. У меня здесь банка, нижняя часть которой содержит раствор медного купороса, в верхней же находится чистая вода. Она стояла здесь с пятницы, и вы видите, как мало синей жидкости перешло путём диффузии вверх. Скорость диффузии раствора сахара тщательно наблюдал Фойт. Сравнивая результаты его наблюдений с результатами, полученными Лошмидтом в его опытах над газами, мы находим, что столько же диффундирует газа в течение секунды, сколько диффундирует жидкости в день.
Таким образом, скорость диффузии количества движения в жидкостях меньше, чем в газах, но никоим образом не в том же отношении. Для того чтобы то же самое количество движения прекратилось в воде, нужно почти вдесятеро больше времени, чем для прекращения его в воздухе, как вы увидите это из того, что произойдёт, когда я встряхну эти банки, из которых одна содержит воду, а другая воздух. Но разница между скоростями, с какими распространяется возрастание температуры в жидкостях и в газах, ещё меньше.
В твёрдых телах молекулы все ещё находятся в движении, но их движения ограничены весьма тесными пределами. Вследствие этого диффузия материи в твёрдых телах не имеет места, хотя диффузия движения и теплоты совершается в них весьма свободно. Тем не менее некоторые жидкости диффундируют в твёрдых коллоидах, каковы студень и камедь, а водород может распространяться в железе и в палладии.
За неимением времени мы можем только упомянуть об удивительнейшем молекулярном движении, называемом электролизом. Здесь имеется электрический ток, проходящий в подкислённой воде и выделяющий кислород на одном электроде, а водород на другом. В пространстве между ними вода совершенно спокойна; и, однако, в ней идут два противоположных течения кислорода и водорода. Физической теорией этого процесса занимался Клаузиус и дал основания к воззрению, что в обыкновенной воде молекулы не только движутся, но иногда и ударяются друг о друга с такой силой, что кислород и водород этих молекул отделяются друг от друга и толкутся в этой сумятице, отыскивая себе товарищей, которые диссоциированы подобным же путём. В обыкновенной воде этот обмен в целом не производит никакого заметного эффекта; но, как только начнёт действовать электродвижущая сила, она оказывает направляющее влияние на несвязанные молекулы и заставляет каждую двигаться к её электроду, до того момента, когда, столкнувшись со свободной молекулой противоположного рода, она опять вступает в более или менее прочное соединение с нею, пока не наступит новая диссоциация вследствие другого соударения. Следовательно, электролиз есть своего рода диффузия, которой помогает электродвижущая сила.