Diffusionskoefficient

Den aktuelle version af siden er endnu ikke blevet gennemgået af erfarne bidragydere og kan afvige væsentligt fra den version , der blev gennemgået den 22. marts 2021; checks kræver 7 redigeringer .

Diffusionskoefficient - en kvantitativ karakteristik af diffusionshastigheden , svarende til mængden af et stof (i masseenheder), der passerer per tidsenhed gennem en sektion af en enhedsareal ( f.eks. 1 m²) som et resultat af molekylers termiske bevægelse ved en koncentrationsgradient lig med én (svarende til en ændring på 1 mol/l → 0 mol/l pr. længdeenhed). Diffusionskoefficienten bestemmes af mediets egenskaber og typen af diffuserende partikler.

I faste stoffer

Diffusionskoefficientens afhængighed af temperatur i faste stoffer er udtrykt ved Arrhenius-loven :

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

hvor er diffusionskoefficienten [m²/s]; er aktiveringsenergien for diffusion [J/mol]; — universel gaskonstant [J/(mol⋅K)]; er temperaturen [K]. $D$ $E_{a}$ $R$ $T$

I væsker

En omtrentlig afhængighed af diffusionskoefficienten på temperatur i væsker i fravær af turbulens kan findes ved hjælp af Stokes-Einstein-ligningen ifølge formlen:

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

hvor

D

er diffusionskoefficienten,

T_{1}

og er absolutte temperaturer,

T_{2}

\mu

er opløsningsmidlets dynamiske viskositet .

I gasser

Diffusionskoefficientens afhængighed af temperatur for gasser i fravær af turbulens kan udtrykkes ved hjælp af Chapman-Enskog teorien (med en gennemsnitlig nøjagtighed på ca. 8%) ved hjælp af formlen:

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

hvor

D

er diffusionskoefficienten [1] (cm 2 /s),

EN

- empirisk koefficient lig med atm Å 2 cm 2 K -3/2 / s.

{\displaystyle 1{,}859\ gange 10^{-3))

\cdot

\cdot

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

1 og 2 er indeksene for de to typer molekyler, der er til stede i gasblandingen,

T

er den absolutte temperatur (K),

M

er molmassen af de molekyler, der udgør gasblandingen (g/mol),

s

- tryk (atm),

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

effektiv kollisionsdiameter, Å (værdier angivet i tabelform i [2] ),

\Omega

er den dimensionsløse værdi af kollisionsintegralet som funktion af temperaturen (værdierne er givet i form af en tabel i [2] , men er som regel af størrelsesordenen 1).

Noter

↑ Welty JR et al. Grundlæggende om momentum, varme og masseoverførsel . - Wiley, 2001. - ISBN 978-0-470-12868-8 .
↑ 1 2 Hirschfelder, J.; Curtiss, C.F.; Bird, R. B. Molekylær teori om gasser og væsker (uspecificeret) . - New York: Wiley, 1954. - S. 545. - ISBN 0-471-40065-3 .

Diffusionskoefficient

I faste stoffer

I væsker

I gasser

Noter

Se også