ДИФФУЗИЯ (латынша – таралу, ағу) – жылулық қозғалыстың нәтижесінде жанасушы заттардың біріне-бірінің өзара енуі. Диффузия заттардың концентрациясының азаю бағытына қарай жүзеге асады және де өзінің жайғасқан көлемі бойынша біркелкі таралуға ұмтылады. Диффузия газдарда, сұйықтарда және қатты денелерде орын алады, осы заттардың өзінің (өздік диффузиялану) де және осылардағы өзге заттардың да бөлшектері де диффузияға қатыса алады. Газдардағы қалқымалы немесе сұйықтардағы ірі бөлшектер (мысалы, түтін немесе суспензия бөлшектері) олардың броундық қозғалысының салдарынан диффузияланады.
Газдардағы диффузия тез, сұйықтардағы – баяулау, қатты денелердегі тіптен баяу жүзеге асады, оның себебі осы орталардағы бөлшектердің жылулық қозғалысының ерекшелігіне байланысты. Газ бөлшектерінің әрқайсысының траекториясы сынық сызықтар түрінде болады, себебі бөлшектер өзара соқтығысқан кезде қозғалыс бағаттары мен жылдамдықтарын өзгертеді. Сондықтан да диффузиялық ену еркін қозғалыспен салыстырғанда едәуір баяу өтеді.
Сұйықтарда молекулардың жылулық қозғалысының сипатына орай диффузия молекулалардың орнықты бір жағдайдан екінші жағдайға аттап өтуі арқылы өтеді. Әрбір аттап өту молекулаға көрші молекуламен байланысын үзуге және басқа молекулалардың ортасына ауысуға жеткілікті энергия беру арқылы жүзеге асырылады. Осы аттап өту кезінде орташа орын ауыстыру молекулалар арасындағы қашықтықтан аспайды. Сұйықтағы бөлшектер диффузиясын орнықты үйкелісті
Газ диффузиясы: а – алғашында бірдей көлемді, бірдей қысымды молекулалар саны бірдей (тең) ауа мен көмірқышқыл газы; б – диффузияланудан соң оларды қысымдары әртүрлі болған.
қозғалыс ретінде қарастыруға болады, бұл қозғалысқа Эйнштейннің екінші қатынасын қолдануға болады: D ~ ukТ, мұндағы u – диффузияланатын бөлшектердің жылжымалылығы, яғни бөлшектердің жылдамдығының (с) орнықты үйкелісті қозғалыс кезіндегі (с =uF) F күштің арасындағы пропорционалдық коэффициенті. Егер бөлшектер сфералық симметриялы болса, онда u = 1/6 πηr, мұндағы η – сұйықтың тұтқырлық коэффициенті, r – бөлшектердің радиусы. Сұйықта температураның артуына байланысты диффузия коэффициентінің артуы сұйықтың қыздырылуы кезіндегі оның құрылымының «қопсытылуына» және сәйкес түрде уақыт бірлігіндегі аттап өту санының көбеюіне байланысты болады.
Қатты денелерде диффузияның өтуінің: атомдардың вакансиялармен (кристалдық тордың бос түйіндерімен) орындарын алмастыру және атомдардың түйіндер арасында орын ауыстыру, бір мезгілде әлденеше атомның циклдік орын алмастыру, көрші екі атомның орындарының тікелей алмасу тәсілдері бар.
Диффузия ортада тек шоғырлану градиенті болғанда ғана емес, сонымен қатар зарядты бөлшектердің сыртқы электр өрісінің ықпалымен (э л е к т р л і к д и ф ф у з и я), ауырлық күш немесе қысым тудыратын (б а р о д и ф ф у з и я), бірқалыпсыз қызған ортада термодиффузия пайда болады. Газдардың кеуек қабаттар арқылы немесе бу ағыны арқылы диффузиялануы и з о т о п т а р д ы ажырату үшін пайдаланылады. Сұйық ерітінділерде еріткіштер молекулаларының жартылай өтімді қабаттар (мембраналар) арқылы диффузиялануы осмостық қысым тудырады, осы жайт заттарды ажырату үшін пайдаланылады.