Эффект Дюфура

Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск

Эффект Дюфура (термодиффузионный эффект[1]), или Дюфора — явление возникновения разности температур в многофазной системе (смеси) вследствие разности концентраций компонент смеси (фаз). Назван в честь швейцарского физика Л. Дюфура (фр. L. Dufour), в 1872 или 1873[2] году впервые наблюдавшем эффект. Данный эффект обратен эффекту термодиффузии (эффекту Соре)[2].

В газах (например, смесь азота с водородом) эффект достигает нескольких градусов Цельсия, в жидкостях — меньше тысячных градуса.[2]

При постоянном давлении тепловой поток \vec{J}_q, возникающий из-за градиента концентрации \nabla c_1 и температуры \nabla T, равен[1]:

\vec{J}_q = -\lambda \nabla T -\rho_1 T \mu_{11}^c D'' \nabla c_1.

Здесь \lambda — коэффициент теплопроводности, D'' — коэффициент Дюфура, \rho_1 — плотность первого компонента, \mu_{11}=\left(\frac{d\mu_1}{dc_1}\right)_T, \mu_1 — химический потенциал первого компонента.

Кроме потока тепла возникает также и поток массы (диффузия)[1]:

\vec{J}_1 = -\rho c_1 c_2 D' \nabla T -\rho D \nabla c_1,

где D' — коэффициент термодиффузии, D — коэффициент диффузии.

Согласно теореме Онсагера, коэффициенты Дюфура и термодиффузии равны: D'' = D' (соотношения Онсагера).

Задача Гретца — модельная задача о конвекции бинарной смеси в трубе с учётом эффекта Соре и эффекта Дюфура.

История изучения[править | править вики-текст]

Впервые наблюдался Л. Дюфуром (L. Dufour) в 1872[1] или 1873[2] году, далее исследовался К. Клузиусом (К. Сlusius) и Л. Вальдманом (L. Waldmann) в 1942-49[1].

Литература[править | править вики-текст]

  • Гроот С., Мазур П., Неравновесная термодинамика, пер. с англ., М., 1964. Глава 11
  • Xаазе Р., Термодинамика необратимых процессов, пер. с нем., М., 1907. Глава 4
  • Гроот С. Р. Термодинамика необратимых процессов. — М.: ГИТТЛ, 1956. — 277 с.

Примечания[править | править вики-текст]

  1. 1 2 3 4 5 Дюфура эффект // Физическая энциклопедия
  2. 1 2 3 4 Дюфура эффект — статья из Большой советской энциклопедии

Ссылки[править | править вики-текст]