Diffuusiokerroin

Kokeneet kirjoittajat eivät ole vielä tarkistaneet sivun nykyistä versiota, ja se voi poiketa merkittävästi 22. maaliskuuta 2021 tarkistetusta versiosta . tarkastukset vaativat 7 muokkausta .

Diffuusiokerroin - diffuusionopeuden kvantitatiivinen ominaisuus, joka on yhtä suuri kuin aineen määrä (massayksikköinä), joka kulkee aikayksikköä kohti pinta -alan osan (esimerkiksi 1 m²) läpi molekyylien lämpöliikkeen seurauksena. pitoisuusgradientilla , joka on yhtä suuri (joka vastaa muutosta 1 mol / l → 0 mol/l pituusyksikköä kohti). Diffuusiokerroin määräytyy väliaineen ominaisuuksien ja diffuusiohiukkasten tyypin mukaan.

Kiinteissä aineissa

Diffuusiokertoimen riippuvuus kiinteiden aineiden lämpötilasta ilmaistaan Arrheniuksen lailla :

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

missä on diffuusiokerroin [m²/s]; on diffuusion aktivointienergia [J/mol]; — yleinen kaasuvakio [J/(mol⋅K)]; on lämpötila [K]. $D$ $E_{a}$ $R$ $T$

Nesteisiin

Diffuusiokertoimen likimääräinen riippuvuus nesteiden lämpötilasta turbulenssin puuttuessa voidaan löytää käyttämällä Stokes-Einstein-yhtälöä kaavan mukaisesti:

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

missä

D

on diffuusiokerroin,

T_{1}

ja ovat absoluuttisia lämpötiloja,

T_{2}

\mu

on liuottimen dynaaminen viskositeetti .

Kaasuissa

Kaasujen diffuusiokertoimen riippuvuus lämpötilasta ilman turbulenssia voidaan ilmaista Chapman-Enskogin teorialla (keskimääräisellä tarkkuudella noin 8 %) kaavalla:

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

missä

D

on diffuusiokerroin [1] (cm 2 /s),

A

- empiirinen kerroin 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 ja 2 ovat kaasuseoksessa olevien kahden tyyppisten molekyylien indeksit,

T

on absoluuttinen lämpötila (K),

M

on kaasuseoksen muodostavien molekyylien moolimassa (g/mol),

s

- paine (atm),

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

efektiivinen törmäyshalkaisija, Å (arvot on annettu taulukkomuodossa kohdassa [2] ),

\Omega

on törmäysintegraalin dimensioton arvo lämpötilan funktiona (arvot on annettu taulukon muodossa kohdassa [2] , mutta pääsääntöisesti ne ovat luokkaa 1).

Muistiinpanot

↑ Welty JR et ai. Momentumin, lämmön ja massansiirron perusteet . - Wiley, 2001. - ISBN 978-0-470-12868-8 .
↑ 1 2 Hirschfelder, J.; Curtiss, C.F.; Bird, R. B. Molecular Theory of Gases and Liquids (määrittelemätön) . - New York: Wiley, 1954. - S. 545. - ISBN 0-471-40065-3 .

Diffuusiokerroin

Kiinteissä aineissa

Nesteisiin

Kaasuissa

Muistiinpanot

Katso myös