Як знайти коефіцієнти


 

Дифузія — це процес взаємного проникнення молекул різних речовин, що призводить з часом до вирівнювання їх концентрацій по всьому об’єму. В залежності від природи цих речовин і від зовнішніх умов (температури, тиску), дифузія може протікати швидко, а може дуже повільно. Її швидкість характеризується показником, який називається «коефіцієнт дифузії». Він дорівнює кількості речовини, що перейшло через одиничну площу на межі розділу за певну одиницю часу і при заданому градієнті концентрацій.



Інструкція

  1. Можете скористатися спеціальними довідниками, де вказані коефіцієнти дифузії для різних систем: бінарної газової суміші, різних речовин у водних і органічних розчинниках, дифузії газів в полімерах і т.д.
  2. Обчисліть коефіцієнт дифузії по формулі: J =-D (dC / dx), де, J — кількість речовини, яка переноситься через одиницю площі поверхні за одиницю часу; dC — зміна концентрації речовини; dx — зміна по довжині потоку речовини; D — коефіцієнт дифузії (м2 / с); знак «мінус» вказує на те, що концентрація потоку речовини змінюється від великих значень до менших.
  3. Співвідношення між змінами концентрації речовини в просторі і в часі описується формулою: dC / dt = d / dx (-J) = d / dx DdC / dx. Ці формули являють собою перший і другий закони Фіка, названі так на честь Адольфа Фіка, німецького вченого, що вивчав процеси дифузії.
  4. Якщо дифузія здійснюється «в обсязі», тобто в тривимірному просторі, то вона описується рівнянням: dC / dt = d / dx (DdC / dx) + d / dy (Ddc / dy) + d / dz (DdC / dz), де, dt — зміна за часом.
  5. Коефіцієнт дифузії також обчислюється шляхом порівняння розрахункових даних з даними, отриманими під час лабораторних досліджень. Наприклад, методом рентгенівського мікроаналізу, мас-спектрометрії, ІЧ-спектроскопії, рефрактометрії і т.д.

Корисні поради

Легко можна зрозуміти, що природа дифузії у всіх випадках принципово однакова, і її швидкість пропорційна площі поверхні, через яку здійснюється дифузія, а також «різниці потенціалів», будь то температура, концентрація або електричний заряд. Якщо це теплова дифузія, процес називається «теплопровідність», якщо мова йде про потік електричних зарядів — «електропровідність».