Współczynnik dyfuzji lub dyfuzyjność wyraża szybkość lub szybkość dyfuzji materiału w inny. W tym artykule omówimy temat „czy współczynnik dyfuzji jest stały?”.
Na początku tego artykułu powinniśmy dokładnie wiedzieć o współczynniku dyfuzji i dyfuzji. Więc tutaj najpierw omówimy ich definicje, a następnie omówimy powiązane czynniki, aby wiedzieć, czy współczynnik dyfuzji pozostaje stały, czy nie.
Co to jest dyfuzja?
Transmitowanie to proces, w którym atomy, cząsteczki lub cząstki łączą się ze sobą w wyniku ich losowego ruchu lub związanej z nimi energii kinetycznej.
Dyfuzja to proces, w którym jedna materia jest transportowana z jednej części układu do drugiej w wyniku losowego ruchu cząsteczek. Innymi słowy, dyfuzja jest wynikiem rozprzestrzeniania się atomu lub cząsteczek w układzie z wyższego stężenia do obszaru o niższym stężeniu.
Rozpuszczanie soli w wodzie, ulatnianie się powietrza z balonu, rozlewanie atramentu w szklance wody to przykłady dyfuzji spotykanej w naszym codziennym życiu.
Na powyższym rysunku widzimy przykład dyfuzji, w której niebieski atrament jest rozprowadzany w wodzie, nadając całej mieszaninie niebieski kolor.
Jeśli rozpylamy perfumy w pomieszczeniu, zapach rozchodzi się po całym pomieszczeniu również jest przykładem dyfuzji.
Hartowanie skrzynek proces jest przykładem dyfuzji w ciałach stałych, gdzie dyfuzja cząsteczek węgla odbywa się przez powierzchnię stali, aby powierzchnia była mocna.
Ponieważ zjawisko dyfuzji zachodzi między dwoma obszarami o różnym stężeniu, występuje również w poprzek dwóch błon, między zewnętrzną i wewnętrzną powierzchnią komórek
Co to jest współczynnik dyfuzji?
W tym pierwsze i drugie prawo Ficka Stała dyfuzji jest ważnym parametrem w wielu równaniach fizyki i chemii
Współczynnik dyfuzji przedstawia ruchliwość dyfuzyjną, im wyższy współczynnik dyfuzji lub dyfuzji substancji w porównaniu z innymi w parze gatunków, tym szybciej mieszają się one ze sobą.
Współczynnik dyfuzji to parametr mierzący szybkość dyfuzji jednej materii w drugą. Jednostką dyfuzyjności w układzie SI jest m2/ S
Możemy otrzymać matematyczne wyrażenie na współczynnik dyfuzji z praw Ficka.
Prawa Ficka
Dyfuzyjność lub Stała Dyfuzji (D) jest stałą proporcjonalności spotykaną w prawie Ficka. Najłatwiejszym wyjaśnieniem zjawiska dyfuzji są prawa Ficka.
Zgodnie z pierwszym prawem dyfuzji Ficka, strumień molowy spowodowany dyfuzją jest proporcjonalny do gradientu stężenia, gdzie strumień molowy odnosi się do ilości substancji przepływającej przez jednostkę powierzchni w jednostce czasu, a gradient stężenia jest zmianą wartości ilości .
Pierwsze prawo Ficka można wykorzystać do wyprowadzenia jego drugiego prawa, które z kolei jest identyczne z równaniem dyfuzji.
Proces dyfuzji zgodny z prawami Ficka nazywany jest dyfuzją normalną lub dyfuzją Ficka; w przeciwnym razie nazywa się to anomalią dyfuzja lub dyfuzja nieficka.
Zgodnie z Drugim prawem dyfuzji Ficka, Szybkość zmiany stężenia roztworu w punkcie w przestrzeni jest proporcjonalna do drugiej pochodnej stężenia z przestrzenią.
Z pierwszego prawa Fickawiemy, że cząsteczki przemieszczają się z obszaru o wyższym stężeniu do niższego stężenia, co oznacza, że bezpośrednio wiąże strumień dyfuzyjny z gradientem stężenia.
Gdzie J: strumień dyfuzji
D: dyfuzyjność
x: pozycja
Z drugiego prawa Ficka, możemy przewidzieć zmianę koncentracji wraz z upływem czasu.
Gdzie, D: dyfuzyjność
t: czas
x: pozycja
Czynniki wpływające na współczynnik dyfuzji
Na proces dyfuzji mają wpływ różne czynniki. Zmiany tych czynników powodują zmiany w szybkości dyfuzji.
Poniżej wymieniono czynniki wpływające na współczynnik dyfuzji:
- Rozmiar cząsteczkowy materii rozpraszającej: Cząstki cięższe poruszają się wolniej w porównaniu z cząsteczkami lżejszymi. Ponieważ proces dyfuzji jest w pełni związany z ruchem cząsteczek, wielkość cząsteczki wpływa na szybkość dyfuzji. Dlatego cięższe cząsteczki dyfundują wolniej niż lżejsze cząsteczki.
- Temperatura: Szybciej poruszająca się cząsteczka ma wyższą energię kinetyczną, gdy tylko temperatura zostanie dodana do układu, cząsteczki w mieszaninie poruszają się szybciej ze względu na wyższą energię kinetyczną doświadczaną przez każdą cząsteczkę. Cząsteczki o wyższej energii kinetycznej mogą dyfundować szybciej.
- ciśnienie: Generalnie ciśnienie jest uważane za parametr wpływający w przypadku dyfuzji w gazach, wzrost ciśnienia skutkuje większą szybkością dyfuzji. Ponieważ gdy ciśnienie wzrasta, cząsteczki gazu zbliżają się do siebie i muszą przemieścić się na mniejszą odległość, aby się rozproszyć.
- Ponieważ jednak ciecze są z natury nieściśliwe, wpływ ciśnienia w przypadku cieczy jest znikomy
- Powierzchnia: Dla dużej powierzchni oddziaływania skutkuje szybszym tempem dyfuzji.
- Lepkość rozpuszczalnika: Jeśli lepkość medium, przez które cząstki muszą się przemieszczać lub dyfundować, jest zbyt gęsta lub bardzo lepka, wówczas tempo dyfuzji automatycznie spada. W przypadku ośrodka o mniejszej lepkości cząstki poruszają się łatwiej.
- Właściwości roztworu (stężenie, pH itp.): Dyfuzja to proces, w którym jedna materia jest transportowana z jednej części systemu do drugiej w wyniku losowego ruchu molekularnego. Dla większej różnicy pomiędzy koncentracją dwóch regionów, szybszy będzie ruch cząsteczek. Gdy tylko rozkład cząsteczek osiągnie stan równowagi, tempo dyfuzji staje się wolniejsze.
Wszystkie czynniki dają łączny wpływ na współczynnik dyfuzji.
Czy współczynnik dyfuzji jest stały?
Nie, współczynnik dyfuzji nie jest stały.
Dyfuzja następuje w wyniku losowego ruchu cząsteczek w mieszaninie, a na ogólną szybkość dyfuzji wpływa wiele czynników. Współczynnik dyfuzji lub Dyfuzyjność zależy od różnych czynników, takich jak wielkość cząsteczek, ciśnienie, temperatura, lepkość, pole powierzchni itp. Dlatego współczynnik dyfuzji nie pozostaje stały.
Ogólnie wszystkie te czynniki dają łączny wpływ na dyfuzyjność.
Aby dowiedzieć się więcej o dyfuzji(Kliknij tutaj)
- 9 faktów na temat temperatury pary w kotle: różne typy i szczegóły
- 11 faktów na temat bębna parowego kotła: co, jak, materiał, funkcja
- Czy kocioł jest systemem grzewczym: 7 faktów, które powinien wiedzieć początkujący?
- Czy kocioł Zamknięty system Albo maszyna? 5 faktów, które powinieneś znać
- Czy kocioł jest energooszczędny? 7+ faktów, które powinieneś wiedzieć
- 23 fakty na temat stresu promieniowego: kompletny przewodnik dla początkujących
Jestem Sangeeta Das. Ukończyłem studia magisterskie z inżynierii mechanicznej ze specjalizacją w silnikach spalinowych i samochodach. Mam około dziesięcioletnie doświadczenie w przemyśle i środowisku akademickim. Moje zainteresowania obejmują silniki spalinowe, aerodynamikę i mechanikę płynów. Możesz mnie znaleść w
Witam Cię, Drogi Czytelniku,
Jesteśmy małym zespołem w Techiescience, ciężko pracującym wśród dużych graczy. Jeśli podoba Ci się to, co widzisz, udostępnij nasze treści w mediach społecznościowych. Twoje wsparcie robi wielką różnicę. Dziękuję!