Молекулярная физика. Бутусов И.Ю - 4 стр.

UptoLike

4
концентраций и самих концентраций компонентов , называется
нестационарной диффузией . При стационарной диффузии, тем или иным
путем разность концентраций компонентов смеси поддерживается
неизменной .
Кинетическая теория газов позволяет просто объяснить факт
медленности процесса диффузии, несмотря на большие значения скоростей
тепловых движений молекул. Это обусловлено тем , что молекулы газа, чтобы
попасть из одной точки в другую, вследствие столкновений вынуждены
пройти длинный зигзагообразный путь, во много раз превосходящий
расстояние по прямой между этими точками.
Только что описанное явление диффузии возникает тогда , когда в газе
существует разность (градиент) концентрации какого-нибудь компонента.
Процесс диффузии в этом случае приводит к исчезновению градиента и
превращает неоднородную газовую смесь в однородную. Наряду с такой
«концентрационной» диффузией существует и другого рода диффузия ,
называемая термической диффузией (термодиффузия ), приводящая к
противоположному результату - к частичному разделению однородной
газовой смеси и превращению ее в неоднородную смесь. Явление
термодиффузии заключается в том , что разность температур в однородной
газовой смеси приводит к возникновению разности концентраций
компонентов смеси в направлении падения температуры .
Масса компонента газа, которая переносится вследствие диффузии
через поверхность площадью S вдоль оси ОХ, за время τ, определяется по
закону Фика:
d
MDS
dx
ρ
τ=− , (1)
где D - коэффициент диффузии, dρ/dx - градиент плотности компонента
газа.
Для идеального газа
1
3
Dv
λ
=
                                      4

концентраций      и    самих     концентраций    компонентов,     называется
нестационарной диффузией. При стационарной диффузии, тем или иным
путем разность        концентраций   компонентов   смеси    поддерживается
неизменной.
     Кинетическая теория газов позволяет просто объяснить факт
медленности процесса диффузии, несмотря на большие значения скоростей
тепловых движений молекул. Это обусловлено тем, что молекулы газа, чтобы
попасть из одной точки в другую, вследствие столкновений вынуждены
пройти длинный зигзагообразный путь, во много раз превосходящий
расстояние по прямой между этими точками.
      Только что описанное явление диффузии возникает тогда, когда в газе
существует разность (градиент) концентрации какого-нибудь компонента.
Процесс диффузии в этом случае приводит к исчезновению градиента и
превращает неоднородную газовую смесь в однородную. Наряду с такой
«концентрационной» диффузией существует и другого рода диффузия,
называемая термической диффузией (термодиффузия), приводящая к
противоположному результату - к частичному разделению однородной
газовой смеси и превращению ее в неоднородную смесь. Явление
термодиффузии заключается в том, что разность температур в однородной
газовой смеси приводит к возникновению разности                 концентраций
компонентов смеси в направлении падения температуры.
        Масса компонента газа, которая переносится вследствие диффузии
через поверхность площадью S вдоль оси ОХ, за время τ, определяется по
закону Фика:
                                          dρ
                               M =−DSτ       ,                   (1)
                                          dx
        где D - коэффициент диффузии, dρ/dx - градиент плотности компонента
газа.
        Для идеального газа

                                D = 1 λv
                                     3