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。

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。

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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