WikiSort.ru - Не сортированное

Коэффицие́нт диффу́зии — количественная характеристика скорости диффузии, равная количеству вещества (в массовых единицах), проходящего в единицу времени через участок единичной площади (например, 1 м²) в результате теплового движения молекул 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:

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

где ${\displaystyle D}$  — коэффициент диффузии [м²/с]; ${\displaystyle E_{a}}$  — энергия активации [Дж]; ${\displaystyle R}$  — универсальная газовая постоянная [Дж/К]; ${\displaystyle T}$  — температура [K].

В жидкостях

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

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

где

${\displaystyle D}$ — коэффициент диффузии,

${\displaystyle T_{1}}$ и ${\displaystyle T_{2}}$ абсолютные температуры,

${\displaystyle \mu }$ — динамическая вязкость растворителя.

В газах

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

${\displaystyle D={\frac {1.858\cdot 10^{-3}T^{3/2}{\sqrt {1/M_{1}+1/M_{2}}}}{p\sigma _{12}^{2}\Omega }},}$

где

${\displaystyle D}$ — коэффициент диффузии^[1].

1 и 2 — индексы двух видов молекул, присутствующих в газовой смеси,

${\displaystyle T}$ абсолютная температура (K),

${\displaystyle M}$ молярная масса молекул, входящих в состав газовой смеси (г/моль),

${\displaystyle p}$ давление (Па),

${\displaystyle \sigma _{12}={\frac {1}{2}}(\sigma _{1}+\sigma _{2})}$ средний диаметр сталкивающихся частиц ^[2] (Å),

${\displaystyle \Omega }$ зависимость интеграла столкновений от температуры ^[2], безразмерная.

Примечания

См. также

• Диффузия
• Коэффициент теплопроводности
• Закон Фика

Для улучшения этой статьи по физике желательно: Дополнить статью (статья слишком короткая либо содержит лишь словарное определение). Найти и оформить в виде сносок ссылки на независимые авторитетные источники, подтверждающие написанное.