Coeficientul de difuzie

Versiunea actuală a paginii nu a fost încă examinată de colaboratori experimentați și poate diferi semnificativ de versiunea revizuită pe 22 martie 2021; verificările necesită 7 modificări .

Coeficientul de difuzie - o caracteristică cantitativă a vitezei de difuzie , egală cu cantitatea de substanță (în unități de masă) care trece pe unitatea de timp printr-o secțiune a unei unități de suprafață (de exemplu, 1 m²) ca rezultat al mișcării termice a moleculelor la un gradient de concentrație egal cu unu (corespunzător unei modificări de 1 mol/l → 0 mol/l pe unitatea de lungime). Coeficientul de difuzie este determinat de proprietățile mediului și de tipul particulelor care difuzează.

În solide

Dependența coeficientului de difuzie de temperatură în solide este exprimată prin legea Arrhenius :

D=D_{0}\exp \left(-{\frac {E_{a}}{RT}}\right),

unde este coeficientul de difuzie [m²/s]; este energia de activare pentru difuzie [J/mol]; — constanta universală a gazelor [J/(mol⋅K)]; este temperatura [K]. $D$ $E_{a}$ $R$ $T$

În lichide

O dependență aproximativă a coeficientului de difuzie de temperatură în lichide în absența turbulenței poate fi găsită folosind ecuația Stokes-Einstein , conform formulei:

{\frac {D_{T_{1}}}{D_{T_{2}}}}={\frac {T_{1}}{T_{2}}}{\frac {\mu _{ T_{2}}}{\mu _{T_{1}}}},

Unde

D

este coeficientul de difuzie,

T_{1}

și sunt temperaturi absolute,

T_{2}

\mu

este vâscozitatea dinamică a solventului.

În gaze

Dependența coeficientului de difuzie de temperatură pentru gaze în absența turbulenței poate fi exprimată folosind teoria Chapman-Enskog (cu o precizie medie de aproximativ 8%) folosind formula:

D={\frac {A\cdot T^{3/2}{\sqrt {1/M_{1}+1/M_{2)}}} {p\sigma _{12}^{2 }\Omega }},

Unde

D

este coeficientul de difuzie [1] (cm 2 /s),

A

- coeficient empiric egal cu atm Å 2 cm 2 K -3/2 / s.

1{,}859\times 10^{-3)

\cdot

\cdot

\cdot {\sqrt {{\text{g}}/{\text{mol}}}}\cdot

1 și 2 sunt indicii celor două tipuri de molecule prezente în amestecul de gaze,

T

este temperatura absolută (K),

M

este masa molară a moleculelor care formează amestecul de gaze (g/mol),

p

- presiune (atm),

\sigma _{12}={\frac {1}{2}}(\sigma _{1}+\sigma _{2})

diametrul efectiv de coliziune, Å (valori date sub formă tabelară în [2] ),

\Omega

este valoarea adimensională a integralei de coliziune în funcție de temperatură (valorile sunt date sub forma unui tabel în [2] , dar, de regulă, sunt de ordinul lui 1).

Note

↑ Welty JR și colab. Elementele fundamentale ale transferului de impuls, căldură și masă . - Wiley, 2001. - ISBN 978-0-470-12868-8 .
↑ 1 2 Hirschfelder, J.; Curtiss, C.F.; Bird, R. B. Teoria moleculară a gazelor și lichidelor (nespecificată) . - New York: Wiley, 1954. - P. 545. - ISBN 0-471-40065-3 .

Coeficientul de difuzie

În solide

În lichide

În gaze

Note

Vezi și