Fickin laki

Fickin laki kuvaa diffuusiota ja sitä voidaan käyttää diffuusiokertoimen D löytämiseen. On olemassa kaksi Fickin lakia, jotka saksalainen fyysikko Adolf Fick sai vuonna 1855.

Fickin ensimmäinen laki

Yksiulotteisessa järjestelmässä, jossa aineen pitoisuusgradientti on suunnassa, diffuusiovuo määräytyy Fickin ensimmäisen lain mukaan:

J = − D d C d x {\displaystyle J=-D{\frac {dC}{dx}}}

missä  on diffuusiokerroin ("-"-merkki osoittaa virtaussuunnan suuremmista pitoisuuksista pienempiin).

Yleisessä tapauksessa, jos pitoisuusgradientti on suunnattu kolmen ulottuvuuden tilaan, tulisi käyttää yleisempää kaavaa:

J = − D ∇ C . {\displaystyle \mathbf {J} =-D\nabla C\,.}

Fickin toinen laki

Yksiulotteisessa järjestelmässä, jossa ainepitoisuusgradientti dC / dx x-suunnassa, ainepitoisuuden muutosnopeus tietyssä pisteessä johtuu diffuusiosta, ja se määräytyy Fickin toisen lain mukaan:

d C d t = D d 2 C d x 2 {\displaystyle {\frac {dC}{dt}}=D{\frac {d^{2}C}{dx^{2))))

missä t on aika. Tämä lauseke on samanlainen kuin lämmönsiirtoyhtälö .

Kirjallisuus