Razlika med stabilno in nestacionarno difuzijo stanja

Pri vaki temperaturi, ki je drugačna od abolutne ničle, o vi atomi novi (v plinu, tekočini ali trdni novi) talno v gibanju. Ta gibanja povzročajo trčenja med eboj. Zaradi teh trkov e gibanje delcev z

Razlika med stabilno in nestacionarno difuzijo stanja

Vsebina:

Glavna razlika - enakomerno stanje in neenakomerna razpršenost

Pri vsaki temperaturi, ki je drugačna od absolutne ničle, so vsi atomi snovi (v plinu, tekočini ali trdni snovi) stalno v gibanju. Ta gibanja povzročajo trčenja med seboj. Zaradi teh trkov se gibanje delcev zdi cik-cak. Vendar je opazno, da delci v visoki koncentraciji težijo k nižji koncentraciji preko koncentracijskega gradienta, znanega kot difuzija. Difuzijo lahko razdelimo na dve vrsti: difuzijo v stanju dinamičnega ravnovesja in difuzijo nestacionarnega stanja. Glavna razlika med difuzijo v stanju dinamičnega ravnovesja in difuzijo nestacionarnega stanja je tista difuzija v stanju dinamičnega ravnovesja poteka s konstantno hitrostjo, medtem ko je hitrost difuzije nestacionarnega stanja funkcija časa. Obe vrsti je mogoče kvantitativno opisati z Fickovimi zakoni.

Pokrita ključna območja

1. Kaj je stabilna difuzija
- Opredelitev, Povezava s Fickovim prvim zakonom
2. Kaj je neenakomerna razpršenost
- Opredelitev, povezava s Fickovim prvim in drugim zakonom
3. Kakšna je razlika med stabilno in neenakomerno difuzijo
- Primerjava ključnih razlik

Ključni pojmi: trki, difuzija, Fickov zakon, dinamična difuzija, neenakomerna razpršenost


Kaj je stabilna difuzija

Difuzija v stanju dinamičnega ravnovesja je oblika difuzije, ki poteka s stalno hitrostjo. Tu je število molov delcev, ki prečkajo dani vmesnik, konstantno s časom. Zato je v celotnem sistemu hitrost spremembe koncentracije z razdaljo (dc / dx) konstantna in sprememba koncentracije s časom je nič (dc / dt).

Za stabilno stanje,

dc / dx = konstanta

dc / dt = 0

Kjer je dc sprememba koncentracije, je dx majhna razdalja in dt je majhno časovno obdobje.


Slika 1: Difuzija

Fickovega prvega zakona določa količinsko enakomerno difuzijo in difuzijo nestacionarnega stanja. Fickov prvi zakon pravi, da je difuzni tok neposredno sorazmeren z obstoječim koncentracijskim gradientom in ga je mogoče matematično podati kot,

J = -D (dϕ / dx)

V kateri,

  • J je difuzijski tok; njena dimenzija je količina snovi na enoto površine na enoto časa, enota pa je mol−2s−1.
  • D je koeficient difuzije. Znana je tudi kot difuzivnost. Dimenzija te komponente je površina na enoto časa, zato je enota m2/ s.
  • . je koncentracija. Podana je z enoto mol / m3.
  • x je položaj raztopine. Dimenzija te komponente je dolžina. Podana je z enoto m.

Kaj je neenakomerna razpršenost

Difuzija nestacionarnega stanja ali nestacionarno difuzijo je oblika difuzije, pri kateri je hitrost difuzije funkcija časa. To pomeni, da je hitrost difuzije odvisna od časa. Zato hitrost koncentracije z razdaljo (dc / dx) ni konstantna in sprememba koncentracije s časom ni nič.

Za nestacionarno stanje,

dc / dx = se spreminja s časom

dc / dt. 0

Kjer je dc sprememba koncentracije, je dx majhna razdalja in dt je majhno časovno obdobje.

Fickovega drugega zakona določa kvantitativno difuzijo nestacionarnega stanja. Fickov drugi zakon difuzije se uporablja za napovedovanje, kako se koncentracija spreminja s časom, ko pride do difuzije. Podana je z enačbo za delno diferenciacijo, kot je prikazano spodaj.

δϕ / δt = D δ2/ δx2

V kateri,

  • (je koncentracija (dimenzija, ki je odvisna od časa in lokacije (x)).
  • t je čas (podano s)
  • D je koeficient difuzije.
  • X je položaj (glede na dimenzije dolžine).

Zato je nestacionarno stanje formulirano kot delna difuzijska enačba.

Razlika med stabilno in nestacionarno difuzijo stanja

Opredelitev

Difuzija enakomernega stanja: Difuzija v stanju dinamičnega ravnovesja je oblika difuzije, ki poteka s stalno hitrostjo.

Nestabilna država Difuzija: Difuzija nestacionarnega stanja ali nestacionarno difuzijo je oblika difuzije, pri kateri je hitrost difuzije funkcija časa.

Stopnja difuzije

Difuzija enakomernega stanja: Hitrost difuzije je konstantna za difuzijo v stanju dinamičnega ravnovesja.

Nestabilna država Difuzija: Hitrost difuzije ni konstantna za difuzijo nestacionarnega stanja. Spreminja se s časom.

Odvisnost od časa

Difuzija enakomernega stanja: Difuzija v stanju dinamičnega ravnovesja se s časom ne spreminja.

Nestabilna država Difuzija: Difuzija nestacionarnega stanja je funkcija časa (spreminja se s časom).

Odnos do Fickovih zakonov

Difuzija enakomernega stanja: Stalno stanje lahko kvantitativno določimo s Fickovim prvim zakonom.

Nestabilna država Difuzija: Razpršenost nestacionarnega stanja se lahko kvantitativno določi z Fickovim prvim in drugim zakonom.

Zaključek

Difuzija v stacionarnem stanju in difuzija v nestacionarnem stanju sta dve vrsti difuzije. Obe vrsti je mogoče kvantitativno opisati z Fickovimi zakoni. Glavna razlika med difuzijo v stanju dinamičnega ravnovesja in difuzijo nestacionarnega stanja je v tem, da je difuzija v stanju dinamičnega ravnovesja konstantna, medtem ko je hitrost difuzije nestacionarnega stanja funkcija časa.

Sklic:

1. „Mehanizmi difuzije“.