关于扩散介绍

关于扩散介绍,第1张

关于扩散介绍

[拼音]:kuosan

[外文]:diffusion

物质自高浓度区自发地移向低浓度区的过程。因此,只要体系存在浓度梯度,就有扩散。扩散是普遍存在的现象,不仅在物理化学中,在物理、化工和生理等过程中,扩散都起着极重要的作用。例如生物体对营养和药物的吸收就离不开扩散作用。德国出生的生理学家A.E.斐克发现了扩散现象的斐克定律。

斐克第一定律

下图

是浓度不同的两种溶液(或胶体体系),若浓度c1>c2,则抽去隔板后,隔板左边的溶质(或胶体质点)要向右边移动。在dt时间内穿过截面积为A的物质量dm可用下式表示:

(1)

此即斐克第一定律。它表示穿过某一截面积的扩散量与该处的深度梯度、面积A和时间成正比。比例系数D即扩散系数。式(1)中的负号表示扩散时物质自高浓度区向低浓度区移动。

斐克第二定律

若要知道在某一时刻浓度随x 的变化或在某一固定位置浓度随t的变化,则可用下式计算:

(2)

此式即斐克第二定律。它是一个偏微分方程,其解与边界(实验)条件有关。

扩散系数的大小是质点在介质中运动速度的反映,它与质点的大小和形状有关。研究扩散可以提供质点大小和形状的知识。斐克第一定律和第二定律均可用来测定扩散系数。

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