Многочисленные опыты показывают, что молекулы всех тел непрерывно движутся.
Рассмотрим опыт, который можно объяснить только тем, что тела состоят из молекул и что молекулы находятся в непрерывном движении.
В стеклянный сосуд наливают водный раствор медного купороса. Этот раствор имеет темно-голубой цвет, он тяжелее воды. Поверх раствора в сосуд очень осторожно, чтобы не смешать жидкости, наливают слой чистой воды. В начале опыта наблюдают резкую границу раздела между водой и раствором медного купороса.
Сосуд оставляют в спокойном месте и продолжают наблюдать за границей раздела жидкостей. Через несколько дней обнаруживают, что граница раздела расплылась. Недели через две граница, отделявшая одну жидкость от другой, исчезает, в сосуде образуется однородная жидкость бледно-голубого цвета (см. рис. внизу). Значит, жидкости перемешались.
Явление, при котором вещества сами собой смешиваются друг с другом, называют диффузией.
Это явление объясняют так (рис. ниже). Сначала обмениваются местами вследствие своего движения отдельные молекулы воды и медного купороса, находящиеся около границы раздела этих жидкостей. Граница раздела жидкостей становится расплывчатой, потому что, благодаря такому обмену местами, молекулы медного купороса попадают в нижний слой воды и, наоборот, молекулы воды попадают в верхний слой раствора медного купороса. Затем часть этих молекул обменивается местами с молекулами, лежащими в следующих слоях. Граница раздела жидкостей становится еще более расплывчатой. Так как молекулы движутся непрерывно и беспорядочно, то этот процесс продолжается до тех пор, пока раствор не становится однородным.
В газах диффузия происходит быстрее, чем в жидкостях. Если в комнату внести какое-нибудь пахучее вещество, например нафталин, то очень скоро запах нафталина будет ощущаться во всех частях комнаты. Значит, туда проникают молекулы нафталина — происходит диффузия. Молекулы нафталина, сталкиваясь с молекулами воздуха и двигаясь во все стороны беспорядочно, разлетаются по комнате во всех направлениях. Явление диффузии происходит и в твердых телах, но очень медленно. В одном из опытов гладко отшлифованные пластинки свинца и золота положили одну на другую и сжали грузом. При обычной комнатной температуре (около 20° С) за 5 лет золото и свинец срослись, взаимно проникнув друг в друга на расстояние 1 мм. Получился тонкий слой из сплава золота со свинцом.
Диффузия имеет большое значение в жизни человека и животных. Так, например, кислород из окружающей среды благодаря диффузии проникает внутрь организма через кожу человека. Питательные вещества благодаря диффузии проникают из кишечника в кровь животных.