Коэффициент диффузии

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

Коэффицие́нт диффу́зии — количественная характеристика скорости диффузии, равная количеству вещества (в массовых единицах), проходящего в единицу времени через участок единичной площади (например, 1 м²) при градиенте концентрации, равном единице (соответствующем изменению 1 моль/л → 0 моль/л на единицу длины). Коэффициент диффузии определяется свойствами среды и типом диффундирующих частиц.

Зависимость коэффициента диффузии от температуры в простейшем случае выражается законом Аррениуса:

,

где  — коэффициент диффузии [м²/с];  — энергия активации [Дж];  — универсальная газовая постоянная [Дж/К];  — температура [K].

В жидкостях[править | править вики-текст]

Приближенная зависимость коэффициента диффузии от температуры в жидкостях часто можно найти с помощью уравнения Стокса-Эйнштейна, по формуле:

где

D — коэффициент диффузии
T1 и T2 абсолютные температуры
μдинамическая вязкость растворителя.

Газы[править | править вики-текст]

Зависимость коэффициента диффузии от температуры для газов может быть выражена с помощью теории Чепмена-Энскога (точные предсказания в среднем около 8%) по формуле:

где

D — коэффициент диффузии[1].
1 и 2 — индексы двух видов молекул, присутствующих в газовой смеси,
T абсолютная температура (K),
M молярная масса молекул, входящих в состав газовой смеси (г/моль),
p давление (Па),
средний диаметр сталкивающихся частиц [2] (Å),
Ω зависимость интеграла столкновений от температуры [2], безразмерная.

Примечания[править | править вики-текст]

  1. Welty James R. Fundamentals of Momentum, Heat, and Mass Transfer. — Wiley, 2001. — ISBN 978-0-470-12868-8.
  2. 1 2 Hirschfelder J. Molecular Theory of Gases and Liquids. — New York: Wiley, 1954. — ISBN 0-471-40065-3.

См. также[править | править вики-текст]