Самостоятелно дифузия. закон на Фик. Коефициентът на дифузия. уравнение на дифузия
Да приемем, че хоризонталната затворена тръба е разделен на две части от дял. От едната страна на преградната стена е част от природния газ 1, а от друга - на газ 2. Нека налягането и температурата са същите, както елове. Ако премахнете дяла, газовете ще започнат да се разбърква. Причината за това е случаен топлинна движение на молекулите. След известно време, концентрацията на компонентите на сместа става по същия начин на двете страни на преградата. Такова проникване на молекули в газова среда други газови молекули наречен реципрочно или концентрация, дифузия на газове. За да се наблюдава тръба дифузия може да бъде разположен вертикално и само в този случай горната преграда трябва да бъде по-лек и тежък газ долу.
Ако газовете от двете страни на преградата са идентични, ще се появят на дифузията. В този случай, той се нарича самостоятелно дифузия. Грубо самостоятелно дифузия не може да се наблюдава, тъй като идентичността на молекулите не може да се прояви по никакъв макроскопска явление. За самонаблюдение трябва по някакъв начин "маркират" на газовите молекули. На практика, това може да стане, ако вместо хомогенна газова смес на две взема изотопи, една от които yavlyatsya радиоактивни. Възможно е също така да се смес от два различни газове, например, СО и N2, молекулите на които са равни по тегло и имат по същество същите размери. Да приемем, че n1 концентрации на небелязани етикетирани и молекули n2 промяна в посоката на оста на тръбата. Да приемем за тази ос koordinatnuu ос X. Ако общата konentratsiya частиците п = N1 (х) + п2 (х) и температурата на газа са постоянни, ще има постоянен натиск в рамките на газ. Затова видим с просто око движение не може да се случи в газа и peremeshivaenie molekl вероятно поради сам дифузия. Молекулите на газ 1 и 2 молекули на газ ще се диференцират в противоположни посоки - по-висока концентрация на седалките на местата с по-ниска концентрация. За количествено описание на явлението, ще се въведе концепцията на потока на дифузия. Дифузията поток F се нарича количествени молекули счита тип разширяване в дифузия през единица площ perpendkulyarnuyu kkntsentratsii градиент, в единица време. Проблемът на дифузия теория се свежда до изчисляване на потоци на дифузия.
За да се изчисли потоци G1 и G2 на двете газове в себе си може да се използва формулата
G = -1/3 nmvl дю / DX = -1/3 NVL DG / DX
Роля г допустимата стойност в този случай играе относителната концентрация газ C1 = n1 / п и с2 = n2 / п. заместването им за намиране на потока на дифузия формула първия газ
G1 = -1/3 п
По същия начин за газ 2
По този начин, R1 = - D п DC1 / DX Т2 = - D п DC2 / DX, където D = 1/3
Тъй като общата концентрация на п = n1 + n2 остава постоянна, формулата може да се изписва като
G1 = -D DN1 / DX R2 = -D dn2 / DX
но ако п варира в пространството под действието на някаква причина (например, сила или температурен градиент на полето), след това с формула става неизползваем и трябва да се използва от общите формули.
От постоянството на общата концентрация трябва DN1 / DX + dn2 / DX = 0, и следователно Т1 = - T2
поток на дифузия е пропорционално на градиента на концентрация. Това е закон на Фик. стойност D се нарича коефициент на дифузия. За самостоятелно D = 1/3
Свързани статии