Atrament w akwarium

Do niedużego akwarium wstawiamy pojemniczek z atramentem, odkręcamy nakrętkę i wyjmujemy ją tak by nie robić gwałtownych ruchów. Można zaobserwować jak atrament "wylewa" się z butelki i w miarę równomiernie zaczyna się rozchodzić po całym akwarium, czego dowodem jest coraz ciemniejsze zabarwienie wody w zbiorniku. Jest to zjawisko dyfuzji, czyli samoistne przenikanie wzajemne i mieszanie się cząstek dwóch cieczy.

Matematycznie zjawisko dyfuzji opisuje prawo Ficka, które mówi że masa substancji dyfundująca w danym kierunku w jednostce czasu jest proporcjonalna do spadku (lub wzrostu) stężenia cząstek dyfundujących w tym kierunku. Można to wyrazić jednym wzorem:

j = -D grad n0

gdzie j jest wektorem gęstości strumienia cząstek dyfundujących, D jest współczynnikiem dyfuzji, a wyrażenie "grad n0" jest objętościowym gradientem (spadkiem lub wzrostem) gęstości cząstek dyfundujących.