Физика. Часть 1. Механика, молекулярная физика и термодинамика. Чухрий Н.И - 43 стр.

                 ∆ρ
     ∆М= − D(        )∆S ∆t.      (2.19)
                 ∆х
      Величина  D, зависящая от  сорта газа и от условий, при которых он
находится, называется коэффициентом диффузии. Знак минус означает, что
масса переносится в сторону уменьшения плотности газа.
Формула (2.19) характеризует явление диффузии с макроскопической
точки зрения и называется уравнением диффузии или законом Фика.
Рассмотрим
теперь молекулярно − кинетической механизм явления диффузии.
      Если газ находится в равновесном состоянии, потоки частиц в любом
направлении и обратном компенсируют друг друга. При наличии градиента
плотности, например, вдоль произвольно выбранной в газе оси ОХ
(плотность растёт в направлении, обратном оси ОХ) потоки хаотически
движущихся частиц в направлении оси ОХ               и обратном не будут
уравновешивать друг друга, т.к. концентрация частиц слева больше, чем
справа ( рис. 2.12). В результате возникнет преимущественный поток частиц
слева направо, а с ним перенос молекулами своих масс. Расчёт, основанный
на учете того, что молекулы, хаотически двигаясь, непрерывно сталкиваясь,
перемешивают газ, дают молекулярно кинетическое выражение закона Фика.
                 1               ∆ρ
      ∆M = − <λ>(               )∆t.`Сравнивая его с выражением (2.25)
                 3               ∆ х
                                        1
видим, что коэффициент диффузии D= <λ>< VAP>.
                                        3
                                                     Следовательно,    коэф-
                                               фициент диффузии D про-
                                               порционален средней длине
                                               свободного пробега и средней
                                               арифметической       скорости
                                               молекул.
                                               Учитывая, что <λ> обратно
                                               пропорциональна     давлению
                                              газа, a  зависит от
                                              температуры и природы газа:
Рис.2.12. Перенос массы в направлении убыли
плотности
                8RT
     =           ,
                 πµ
то понятно, что активность процесса диффузии возрастает с
увеличением температуры при понижении давления, а также зависит
от природы газа.


                                    43