1 ГАЗ ДИФФУЗИЯСЫ
Диффузия - зат бөлшектерінің жылу қозғалысына байланысты бір-біріне жанасатын заттардың өзара енуі. Диффузия зат концентрациясының төмендеуі бағытында жүреді және оның көлемі бойынша біркелкі таралуына әкеледі. Диффузия латынның diffusio-таралуы, таралуы - зат бөлшектерінің жылу қозғалысына байланысты бір-біріне жанасатын заттардың өзара енуі. Диффузия зат концентрациясының төмендеуі бағытында жүреді және оның көлемі бойынша біркелкі таралуына әкеледі.
Газ үшін диффузия-бұл қоспаның молекулаларының бастапқы көзден таралуы (немесе газдың өзара диффузиясы).
Бір өлшемді есепті қарастырамыз. Газда х координатасы бар нүктеде n концентрациясы бар қоспа болсын. Қоспаның концентрациясы x координатасына байланысты (сурет 1).
Сурет 1 -
Жалпы жағдайда концентрация градиенті:
(1)
Бізде бір өлшемді есеп болғандықтан,
Егер grad n болса, хаотикалық қозғалыс көбірек бағытталған болады және үлкен концентрациясы бар жерлерден аз концентрациясы бар жерлерге бағытталған қоспа молекулаларының ағымы пайда болады. Осы ағынды табамыз.
x координатасы бар жазықтықта x осіне перпендикуляр dS бірлігі болсын. dt кезінде платформа арқылы солдан оңға және оңнан солға қарай өтетін молекулалардың санын есептейміз, (сурет 1):
(2)
(3)
мұндағы n1-ауданның сол жағындағы молекулалардың концентрациясы, ал n2 - dS платформасының оң жағындағы молекулалардың концентрациясы.
Онда
Уақыт бірлігіне бірлік ауданы арқылы алынған диффузиялық ағын:
бірақ бұдан шығатыны
– диффузия коэффициентін береді. Онда диффузиялық ағын тең болады:
(4)
немесе жалпы жағдайда (үш өлшемді жүйеде):
– Фик теңдеуі. Фик теңдеуінен ағынның концентрацияның төмендеуіне бағытталғанын көруге болады. Бұл жағдайда d диффузия коэффициенті уақыт бірлігіне бірлік ауданы арқылы диффузиялық ағынға сандық тең болады. Диффузия коэффициенті м/с2 өлшенеді.
Достарыңызбен бөлісу: | 
