Дифузія

Дифу́зія (лат. diffusio - поширення, розтікання, розсіювання, взаємодія) - процес взаємного проникнення молекул або атомів однієї речовини між молекулами або атомами іншої, що зазвичай приводить до вирівнювання їхніх концентрацій по всьому займаному обємі

У деяких ситуаціях одна з речовин уже має вирівняну концентрацію, і говорять про дифузію одної речовини в іншій. При цьому зазвичай перенесення речовини відбувається з області з високою концентрацією в область з низькою концентрацією (вздовж вектора градієнта концентрації).

Прикладом дифузії може служити перемішування газів (наприклад, поширення запахів) або рідин (якщо у воду капнути чорнила, то рідина через деякий час стане рівномірно пофарбованою). Інший приклад пов'язаний з твердим тілом: атоми дотичних металів перемішуються на кордоні дотику. Важливу роль дифузія частинок грає у фізиці плазми.

Зазвичай під дифузією розуміють процеси, що супроводжуються переносом речовини, однак іноді дифузійними називають також інші процеси перенесення: теплопровідність, в'язке тертя тощо.

Закон Фіка

Зако́ни Фі́ка (рос. законы Фика; англ. Fick's laws; нім. Ficksche Gesetze n pl) —

1) В системі з градієнтом концентрації речовини dC/dx в напрямку х дифузійний потік J визначається першим законом Фіка:

$J=- D\frac{dC}{dx}$ ,

де D — коефіцієнт дифузії (знак «-» вказує на напрямок потоку від більших концентрацій до менших).

У разі градієнту концентрації не лише в напрямку х, треба використовувати загальнішу формулу:

$\mathbf{J}=- DC\nabla \mu$ ,

де $\mu$ — хімічний потенціал.

2) В системі з градієнтом концентрацій речовини dC/dx в напрямку х швидкість зміни концентрації речовини в даній точці, зумовлена дифузією, визначається другим законом Фіка:

$\frac{dC}{dt} = D \frac{d^2 C}{dx^2}$ ,

де t — час.

12.06.2014; 20:26

хиты: 186

рейтинг:0