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.