Difúzní koeficient

Aktuální verze stránky ještě nebyla zkontrolována zkušenými přispěvateli a může se výrazně lišit od verze recenzované 22. března 2021; kontroly vyžadují 7 úprav .

Difúzní koeficient - kvantitativní charakteristika rychlosti difúze , která se rovná množství látky (v jednotkách hmotnosti), které projde za jednotku času úsekem jednotky plochy (například 1 m²) v důsledku tepelného pohybu molekul. při koncentračním gradientu rovném jedné (odpovídající změně 1 mol/l → 0 mol/l na jednotku délky). Difúzní koeficient je určen vlastnostmi média a typem difundujících částic.

V pevných látkách

Závislost difúzního koeficientu na teplotě v pevných látkách vyjadřuje Arrheniův zákon :

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

kde je koeficient difúze [m²/s]; je aktivační energie pro difúzi [J/mol]; — univerzální plynová konstanta [J/(mol⋅K)]; je teplota [K]. $D$ $E_{a}$ $R$ $T$

V kapalinách

Přibližnou závislost difúzního koeficientu na teplotě v kapalinách za nepřítomnosti turbulence lze nalézt pomocí Stokes-Einsteinovy rovnice podle vzorce:

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

kde

D

je difúzní koeficient,

T_{1}

a jsou to absolutní teploty,

T_{2}

\mu

je dynamická viskozita rozpouštědla.

V plynech

Závislost difúzního koeficientu na teplotě pro plyny za nepřítomnosti turbulence lze vyjádřit pomocí Chapman-Enskogovy teorie (s průměrnou přesností asi 8 %) pomocí vzorce:

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

kde

D

je difúzní koeficient [1] (cm 2 /s),

A

- empirický koeficient rovný 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 a 2 jsou indexy dvou typů molekul přítomných ve směsi plynů,

T

je absolutní teplota (K),

M

je molární hmotnost molekul, které tvoří směs plynů (g/mol),

p

- tlak (atm),

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

efektivní průměr kolize, Å (hodnoty uvedené v tabulkové formě v [2] ),

\Omega

je bezrozměrná hodnota srážkového integrálu jako funkce teploty (hodnoty jsou uvedeny ve formě tabulky v [2] , ale zpravidla jsou řádově 1).

Poznámky

↑ Welty JR a kol. Základy přenosu hybnosti, tepla a hmoty . - Wiley, 2001. - ISBN 978-0-470-12868-8 .
↑ 1 2 Hirschfelder, J.; Curtiss, C. F.; Bird, R. B. Molekulární teorie plynů a kapalin (nespecifikováno) . - New York: Wiley, 1954. - S. 545. - ISBN 0-471-40065-3 .

Difúzní koeficient

V pevných látkách

V kapalinách

V plynech

Poznámky

Viz také