L'inchiostro si diffonde nell'acqua a causa del movimento casuale delle molecole di acqua e inchiostro. Su larga scala, non vediamo le singole molecole in movimento. Vediamo invece quanto è scuro l'inchiostro in diversi punti della soluzione, che in realtà indica la sua concentrazione. È possibile vedere il movimento dell'inchiostro dalle aree di maggiore concentrazione a quelle di concentrazione inferiore e la velocità di questo movimento è proporzionale al coefficiente di diffusione dell'inchiostro nell'acqua.

Moti casuali

Temperatura è una misura dei moti casuali delle molecole. Mentre le molecole d'acqua si muovono in modo casuale in una miscela con l'inchiostro, si scontrano con le molecole di inchiostro, causandone il movimento casuale. Nei luoghi dove ci sono più molecole di inchiostro, ci sono più collisioni con molecole d'acqua che colpiscono le molecole di inchiostro in altri luoghi. Di conseguenza, in media, le molecole di inchiostro si spostano da aree con più molecole (concentrazione più elevata) a aree con meno molecole (concentrazione inferiore).

Coefficiente di diffusione

Maggiore è la temperatura del acqua, più velocemente le molecole si muovono. Ciò si traduce in più e più difficili collisioni. Di conseguenza, il coefficiente di diffusione è proporzionale alla temperatura. Fino a che punto ogni molecola di inchiostro si muove dopo una collisione dipende dal suo diametro, perché le molecole più grandi rallentano maggiormente dall'attrito rispetto alle molecole più piccole. L'attrito intrinseco in un fluido è chiamato viscosità. Quindi, il coefficiente di diffusione è inversamente proporzionale al diametro della molecola e alla viscosità del liquido.

Entropia e diffusione

La seconda legge della termodinamica afferma che l'entropia tende ad aumentare. L'entropia è una misura di come sono le cose disordinate, disperse o disposte casualmente. Quando l'inchiostro si diffonde da una goccia concentrata, le molecole diventano più distese e distribuite casualmente. Così, quando l'inchiostro si diffonde, aumenta l'entropia del sistema.