20261

Дифузія в газах

Доклад

Физика

Дифузія має місце в газах рідинах і твердих тілах причому дифундувати можуть як частинки сторонніх речовин що в них знаходяться так і власні частинки самодифузії якщо речовина неоднорідна. Швидкість дифузії залежить від температури. При дифузії молекули переміщуються з тих частин речовини де їх концентрація більше в ті її частини де вона менше. Основній закон дифузії – закон Фіка: густина дифузійного потоку I пропорційна градієнту концентрації n взятому з протилежним знаком: D – коеф.

Украинкский

2013-07-25

43 KB

8 чел.

4. Дифузія в газах

Дифузія  -  взаємне проникнення речовин, що дотикаються одна з одною в наслідок теплового руху частинок в речовині. Дифузія відбувається в напрямку зменшення концентрації речовини і веде до її рівномірного розподілу по об`єму, який вона займає (до вирівнювання хімічних потенціалів). Дифузія має місце в газах, рідинах і твердих тілах , причому дифундувати можуть як частинки сторонніх речовин, що в них знаходяться так і власні частинки (самодифузії, якщо речовина неоднорідна). Швидкість дифузії залежить від температури.

Найбільш швидко дифузія відбувається в газах. Траєкторія руху кожної частинки  газа являє собою ламану лінію, так як при зіткненнях вона змінює свій напрямок руху і швидкість. Тому дифузійне проникнення відбувається значно повільніше ніж вільний рух.

При дифузії молекули переміщуються  з тих частин  речовини, де їх концентрація більше, в ті її частини, де вона менше. Таке переміщення молекул називають дифузійним потоком.  Він напрямлений в сторону зменшення концентрації.

 Основній закон дифузії – закон Фіка: густина дифузійного потоку I пропорційна градієнту концентрації n, взятому з протилежним знаком:

 D – коеф. дифузії, чисельно дорівнює дифузійному потоку через одиницю площі при градієнті концентрації рівному одиниці.

 З кінетичної теорії:  [м2/с]коеф. самодифузії,

Де λ – середня довжина вільного пробігу молекули газа (дорівнює шляху, що пройшла молекула за час , поділеному на кількість співударів за цей час

)    - середня швидкість теплового руху молекули

 Взаємодифузія в газах:

Розглянемо суміш двох газів з концентраціями n1 і n2 при умові, що загальна концентрація

залишаються постійною у всьому газі. Тиск і температура також сталі. Тоді для дифузійних потоків I1 , I2 газів 1 і 2 вздовж осі оx маємо співвідношення:

,   , де ,  ,  - коєф. Самодифузії. При умові, що тиск і температура сталі  в бінарній суміші маємо:

- Коєф. Взаємодифузії.

При нестаціонарній дифузії (градієнт концентрації змінюється з часом) процес вирівнювання концентрацій з часом t проходить за експоненціальним законом:

, де  - різниця концентрацій в момент часу t,   - різниця в  початковий момент t=0, τ – стала часу процесу дифузії.

Дифузія в газах в нормальному стані – це повільний процес. Τ дорівнює декільком десятків годин. Це зумовлено великою кількістю молекулярних зіткнень.


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

5383. Расчет параметров мехатронного модуля 3.17 MB
  Расчет механических параметров мехатронного модуля. Выбор двигателя и редуктора. Оптимизация диаграммы рабочего цикла Задание на проектирование МС управления приводом. Тележка с собственной массой = 500 кг перемещает груз массой...
5384. Технология цифровых радиорелейных линий 260.5 KB
  Технология цифровых радиорелейных линий в настоящее время достигла высокого качественного и количественного развития. Сегодня радиорелейные линии являются необходимым звеном телекоммуникационного пространства России и успешно конкурируют с ...
5385. Сущность и перспективы развития лизинга 285.5 KB
  Одной из новых форм кредитных отношений, которую уже освоили российские банки, является лизинг. Эта операция получила большое распространение в мировой банковской практике. Феномен лизинга уже к началу 80-х гг. определился не как простая до...
5386. Факсимильная связь 202 KB
  Развитие факсимильной связи и фототелеграфии уходит корнями в прошлое столетие и таким образом пронизывает практически всю историю электросвязи. Факсимильная связь в настоящее время является неотъемлемой составляющей современной деятельност...
5387. Расчёт экономической эффективности внедрения нового типа ВС 83.5 KB
  Задание. Рассчитать экономическую эффективность сравниваемых типов ВС: Ту-214 и А-320 (количество пассажирских кресел - 160) на основании расчёта себестоимости рейса и квартальной программы полётов по следующим статьям расходов: Расходы н...
5389. Строительство автомобильной дороги в Кировской области 444.5 KB
  К реконструкции участка автомобильной дороги относятся работы по замене изношенных и устаревших элементов более прочными и экономичными, обеспечивающими (с учетом деления на перспективу) повышение транспортно-эксплуатационных характеристик...
5390. Політологія як наука. Предмет і методи політології. Конспект лекцій 854 KB
  Предмет і методи політології. План Політика як суспільне явище. Об'єкт, предмет, структура та функції політології. Категорії політології. Методи політології. Зв'язок політології з суспільними науками. Політика...