Legea lui Fick

Legea lui Fick descrie difuzia și poate fi folosită pentru a găsi coeficientul de difuzie D. Există două legi Fick, care au fost obținute de fizicianul german Adolf Fick în 1855.

Prima lege a lui Fick

Într-un sistem unidimensional cu un gradient de concentrație a substanței în direcție, fluxul de difuzie este determinat de prima lege a lui Fick:

J = − D d C d X {\displaystyle J=-D{\frac {dC}{dx}}}

unde  este coeficientul de difuzie (semnul „-” indică direcția curgerii de la concentrații mai mari la cele mai mici).

În cazul general, dacă gradientul de concentrație este direcționat în spațiul de trei dimensiuni, atunci ar trebui utilizată o formulă mai generală:

J = − D ∇ C . {\displaystyle \mathbf {J} =-D\nabla C\,.}

A doua lege a lui Fick

Într-un sistem unidimensional cu un gradient de concentrație de substanță dC / dx în direcția x, viteza de modificare a concentrației de substanță la un punct dat se datorează difuziei și este determinată de a doua lege a lui Fick:

d C d t = D d 2 C d X 2 {\displaystyle {\frac {dC}{dt}}=D{\frac {d^{2}C}{dx^{2)))}

unde t este timpul. Această expresie este similară cu ecuația de transfer de căldură .

Literatură