7. Diffusion

Neben Wärmeleitung und Viskosität kann auch Diffusion die Ursache von Energiedissipation in Flüssigkeiten sein. Bisher haben wir das Fluid als homogen angenommen. Bei Gemischen, deren Zusammenhang vom Ort abhängt, werden die hydrodynamischen Gleichungen wesentlich abgeändert. Erfolgt der Konzentrationsausgleich durch zeitlich irreversible Diffusion, so ändert sich die Zusammensetzung durch molekularen Massentransport aus einem Teilvolumen in ein anderes. Diffusion wird dann neben Wärmeleitung und Viskosität zur Ursache der Energiedissipation in einem Flüssigkeitsgemisch. Ein anderes vielzitiertes Beispiel für Diffusion ist die Brown’sche Bewegung von Teilchen, die in einer Flüssigkeit suspendiert sind, aufgrund molekularer Stöße – Einstein hat 1905 die grundlegende Theorie dazu publiziert. Diffusion spielt in vielen physikalischen, chemischen und biologischen Systemen eine Rolle. In relativistischen Schwerionenreaktionen an Teilchenbeschleunigern wie RHIC in Brookhaven und LHC in Genf lassen sich Diffusionsprozesse in Vielteilchensystemen (im Ensemble der aus der relativistischen Energie erzeugten stark wechselwirkenden Hadronen) untersuchen.