Diffúziós együttható

Az oldal jelenlegi verzióját még nem ellenőrizték tapasztalt közreműködők, és jelentősen eltérhet a 2021. március 22-én felülvizsgált verziótól ; az ellenőrzések 7 szerkesztést igényelnek .

Diffúziós együttható - a diffúziós sebesség mennyiségi jellemzője , amely egyenlő az anyag mennyiségével (tömegegységben), amely egységnyi területen (például 1 m²) egységnyi idő alatt áthalad a molekulák hőmozgása következtében. eggyel egyenlő koncentrációgradiensnél ( amely hosszegységenkénti 1 mol / l → 0 mol/l változásnak felel meg). A diffúziós együtthatót a közeg tulajdonságai és a diffúziós részecskék típusa határozza meg.

Szilárdtestekben

A diffúziós együttható szilárd anyagok hőmérsékletétől való függését az Arrhenius-törvény fejezi ki :

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

ahol a diffúziós együttható [m²/s]; a diffúzió aktiválási energiája [J/mol]; — univerzális gázállandó [J/(mol⋅K)]; a hőmérséklet [K]. $D$ $E_{a}$ $R$ $T$

Folyadékokban

A diffúziós együttható hozzávetőleges függése a folyadékok hőmérsékletétől turbulencia hiányában a Stokes-Einstein egyenlet segítségével a következő képlet szerint:

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

ahol

D

a diffúziós együttható,

T_{1}

és abszolút hőmérsékletek,

T_{2}

\mu

az oldószer dinamikus viszkozitása .

Gázokban

A gázok diffúziós együtthatójának hőmérséklettől való függése turbulencia hiányában a Chapman-Enskog elmélettel (körülbelül 8%-os átlagos pontossággal) a következő képlettel fejezhető ki:

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

ahol

D

a diffúziós együttható [1] (cm 2 /s),

A

- tapasztalati együttható atm Å 2 cm 2 K -3/2 / s.

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

\cdot

\cdot

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

1 és 2 a gázelegyben jelenlévő két típusú molekula indexei,

T

az abszolút hőmérséklet (K),

M

a gázelegyet alkotó molekulák moláris tömege (g/mol),

p

- nyomás (atm),

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

effektív ütközési átmérő, Å (az értékek táblázatos formában a [2] -ban vannak megadva ),

\Omega

az ütközési integrál dimenzió nélküli értéke a hőmérséklet függvényében (az értékek táblázat formájában vannak megadva a [2]-ben , de általában 1-es nagyságrendűek).

Jegyzetek

↑ Welty JR et al. A lendület, a hő és a tömegátadás alapjai . - Wiley, 2001. - ISBN 978-0-470-12868-8 .
↑ 1 2 Hirschfelder, J.; Curtiss, C. F.; Bird, R. B. Gázok és folyadékok molekuláris elmélete (meghatározatlan) . - New York: Wiley, 1954. - P. 545. - ISBN 0-471-40065-3 .

Diffúziós együttható

Szilárdtestekben

Folyadékokban

Gázokban

Jegyzetek

Lásd még