Диффузия

Диффузия – выравнивание концентрации в смеси нескольких веществ.

Рассмотрим двухкомпонентную смесь. Будем считать, что m₁≈ m₂ ≈ m и диаметры молекул практически одинаковы d₁ ≈ d₂ ≈ d. При этих условиях молекулы обеих компонент могут иметь одинаковую среднюю скорость теплового движения и среднюю длину свободного пробега . Среднее число молекул, пролетающих через единичную площадку за единицу времени

,

где n – концентрация молекул.

Очевидно, что n = n₁ + n₂ (n₁, n₂ – концентрации компонент смеси). Откуда

Эмпирическое уравнение диффузии имеет вид

закон Фика

D – коэффициент диффузии.

где градиент плотности i-ой компоненты.

Диффузия происходит тем быстрее, чем быстрее движутся молекулы (чем больше ) и чем реже сталкиваются они друг с другом (т.е. чем больше ). Поэтому можно предположить, что D пропорционально и Можно показать, что

.

Т.к. и одинаковы для обеих компонент смеси, то коэффициент диффузии имеет одинаковое значение для обеих компонент смеси.

Дата добавления: 2013-12-12