• Гідрологія і Гідрометрія
• Господарське право
• Економіка будівництва
• Економіка природокористування
• Економічна теорія
• Земельне право
• Історія України
• Кримінально виконавче право
• Медична радіологія
• Методи аналізу
• Міжнародне приватне право
• Міжнародний маркетинг
• Основи екології
• Предмет Політологія
• Соціальне страхування
• Технічні засоби організації дорожнього руху
• Товарознавство продовольчих товарів

Градієнта концентрацій.

Речовини у нерухомому середовищі під дією

Дифузією називається переміщення молекул

Поняття про дифузію. Закони дифузії

Розрізняють дифузію лінійну та просторову, нескінченну та обмежену, стаціонарну та нестаціонарну. Лінійнадифузія відбувається в одному напрямку, просторова - у різних напрямках. Дифузія називається нескінченною ,якщо фронт дифузії у процесі гетерогенної реакції не встигає досягнути границі системи; дифузія є обмеженою, якщо фронт досягає границі системи. Під фронтом дифузії розуміють границю всередині розчину, де ще не помітні зміни концентрації, які спричинені процесом дифузії. При стаціонарнійдифузії концентрація речовини в будь-якій заданій точці простору не змінюється з часом; при нестаціонарній -змінюється.

Швидкістю дифузії dn/dt називають кількість речовини n, яка проходить крізь даний поперечний перетин в одиницю часу.

Кількісні закономірності дифузії описуються двома рівняннями Фіка. Відповідно до першого рівняння Фіка швидкість дифузії пропорційна площині S поперечного перетину та градієнту концентрацій dc/dx:

, (12.1)

де D - коефіцієнт дифузії, м²/с. Коефіцієнт дифузії є швидкістю дифузії крізь перетин 1 м² при градієнті концентрацій 1моль/м³. Знак “мінус” у лівій частині з’являється тому, що дифузія відбувається у бік зменшення концентрації, тобто проти напрямку градієнта.

Друге рівняння Фіка можна вивести, якщо розглядати два поперечних перерізи 1 м² на відстані dx один від одного. Воно описує зміну концентрації речовини в елементі об’єму між цими перерізами (1×dx м³) за одиницю часу та для лінійної дифузії має вигляд

. (12.2)

Для просторової дифузії друге рівняння Фіка перетворюється у

. (12.3)

Залежність швидкості дифузії від температури задається рівнянням

D = D₀ × exp (-E_D/RT), (12.4)

aбо

lnD = lnD₀ - E_D/RT, (12.5)

де D₀ - передекспоненціальний множник, а Е_D - енергія активації дифузії. Слід звернути увагу на подібність наведених рівнянь з рівнянням Арреніуса (див. лекцію № 9).

Читайте також:

1. Властивості градієнта

Переглядів: 846