Диффузия газов.
Диффузия есть процесс проникновения одного газа в объем, занятый другим газом, или же движение газа из области повышенной концентрации в область, где концентрация ниже (самодиффузия). Если газ предоставлен самому себе, то в результате диффузии происходит постепенное выравнивание концентраций. Если же неравновесное состояние поддерживается неизменным, то устанавливается стационарный (не зависящий от времени) процесс.
Пусть в большом сосуде с плоскими стенками поддерживается разность концентраций газа n1 и n2.
Разность числа прошедших молекул через площадку S, согласно представлениям молекулярно-кинетической теории, равна:
(7.2.1)
Задолго до появления молекулярно-кинетических представлений Фиком был эмпирически установлен закон диффузии:
, (7.2.2)
где D – коэффициент диффузии.
Из полученного с помощью кинетической теории соотношения (7.1.1) и закона Фика (7.2.2) коэффициент диффузии: ([D]=м2/с).
Умножим обе части (7.2.2) на массу одной молекулы m0 и учтем, что r=n·m0 - плотность компонента переносимого газа, dm=n0dN - переносимая масса газа: .
Отсюда сформулируем физический смысл коэффициента диффузии. Коэффициент диффузии – это масса, переносимая в единицу времени через единичную площадку в направлении нормали к этой площадке в сторону убывания плотности компонента при градиенте плотности, равном единице.
Коэффициент диффузии определяется из опыта по измеренной переносимой массе. Рассмотрим ее зависимость от внешних условий.
`l ~ 1/n ~ Т/р; Þ D ~ .
Коэффициент диффузии определяется давлением, температурой и родом газа.
Дата добавления: 2015-04-19; просмотров: 1408;