菲克第二定律扩散系数一般取多少,分子扩散和菲克定律、扩散系数是什么?

2020-11-23 22:20:50 字数 3965 阅读 8839

1楼:

菲克第二定律是在第一定律的基础上推导出来的。菲克第二定律指出,在非稳态扩散过程中,在距离x处,浓度随时间的变化率等于该处的扩散通量随距离变化率的负值,即   将代入上式,得    ······(2)   这就是菲克第二定律的数学表达式。如果扩散系数d与浓度无关,则该式可以写成    ······(3)   上式中,c为扩散物质的体积浓度(kg/m), t为扩散时间(s), x为距离(m)。

实际上,固溶体中溶质原子的扩散系数d是随浓度变化的,为了使求解扩散方程简单些,往往近似地把d看作恒量处理。   式(2)和(3)都是偏微分方程,求解时应先作变换:令,这样,式(3.

7-3)就可以变成一个常微分方程,再结合初始条件和边界条件求出方程的通解。利用通解可以解决包括非稳态扩散的具体问题。

分子扩散和菲克定律、扩散系数是什么?

2楼:雪初★洛

包括两个内容:(1)早在1855年,菲克就提出了:在单位时间内通过垂直于扩散方向的单位截面积的扩散物质流量(称为扩散通量diffusion flux,用j表示)与该截面处的浓度梯度(concentration gradient)成正比,也就是说,浓度梯度越大,扩散通量越大。

这就是菲克第一定律。(2)菲克第二定律是在第一定律的基础上推导出来的。

扩散系数的物理意义?

3楼:笨笨熊**辅导及课件

物质的分子扩散系数表示它的扩散能力,是物质的物理性质之一。根据菲克定律,扩散系数是沿扩散方向,在单位时间每单位浓度梯度的条件下,垂直通过单位面积所扩散某物质的质量或摩尔数,即菲克定律

可以看出,质量扩散系数d和动量扩散系数ν及热量扩散系数α具有相同的单位(m^2/s)或(cm^2/s),扩散系数的大小主要取决于扩散物质和扩散介质的种类及其温度和压力。质扩散系数一般要由实验测定。

参考资料:http://baike.

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4楼:劳资丶不信命

扩散系数d,物理意义即在一定浓度下,在单位时间内垂直通过单位面积的物质质量或物质的量,一般为m/s,及在一定浓度下,在1s内垂直通过1平方米的物质的质量或物质的量。

5楼:匿名用户

扩散系数——表示气体(或固体)扩散程度的物理量。扩散系数是指当浓度为一个单位时,单位时间内通过单位面积的气体量,

菲克定律的费克第二定律(fick’s second law)

6楼:手机用户

费克抄第二定律

是在第一定律的基础上推袭导出来

bai的。费克第二du定律指出,在非稳态扩散过程zhi中,在距离daox处,浓度随时间的变化率等于该处的扩散通量随距离变化率的负值,即将代入上式,得

······(2)

这就是费克第二定律的数学表达式。如果扩散系数d与浓度无关,则该式可以写成

······(3)

上式中,c为扩散物质的体积浓度(kg/m^3), t为扩散时间(s), x为距离(m)。实际上,固溶体中溶质原子的扩散系数d是随浓度变化的,为了使求解扩散方程简单些,往往近似地把d看作恒量处理。

式(2)和(3)都是偏微分方程,求解时应先作变换:令,这样,式(3.7-3)就可以变成一个常微分方程,再结合初始条件和边界条件求出方程的通解。

利用通解可以解决包括非稳态扩散的具体问题。

扩散系数的扩散系数

7楼:匿名用户

扩散系数表示气体(或固体)扩散程度的物理量。扩散系数是指当浓度梯度为一个单位时,单位时间内通过单位面积的气体量

扩散系数可分为自扩散系数、互扩散系数及内扩散系数。

扩散系数可分为液体扩散系数和气体扩散系数。

目前能检测气体扩散系数的有**as兰光包装安全检测实验室。

8楼:桦南

物质的分子扩散系数表示它的扩散能力,是物质的物理性质之一。根据菲克定律,扩散系数是沿扩散方向,在单位时间每单位浓度梯度的条件下,垂直通过单位面积所扩散某物质的质量或摩尔数,即可以看出,质量扩散系数d和动量扩散系数ν及热量扩散系数α具有相同的单位(m2/s)或(cm2/s),扩散系数的大小主要取决于扩散物质和扩散介质的种类及其温度和压力。质扩散系数一般要由实验测定。

某些气体与气体之间和气体在液体中扩散系数的典型值如表2-1所示。

其中,液相质扩散,如气体吸收,溶剂革取以及蒸馏操作等的d比气相质扩散的d低一个数量级以上,这是由于液体中分子间的作用力强烈地束缚了分子活动的自由程,分子移动的自由度缩小的缘故。

二元混合气体作为理想气体用分子动力理论可以得出d~p-1t3/2的关系。不同物质之间的分子扩散系数是通过实验来测定的。表2-2列举了在压强p0=1.

013×105pa、温度t0=273k时各种气体在空气中的扩散系数d0,在其它p、t状态下的扩散系数可用下式换算

两种气体a与b之间的分子扩散系数可用吉利兰(gilliland)提出的半经验公式估算

(2-22)

式中,t:热力学温度,k;p:总压强,pa;μa、μb:

气体a、b的分子量;va、vb:气体a、b在正常沸点时液态克摩尔容积,cm3/gmol。几种常见气体的液态克摩尔容积可以查表2-3。

按式(2-22),扩散系数d与气体的浓度无直接关系,它随气体温度的升高及总压强的下降而加大。这可以用气体的分子运动论来解释。随着气体温度升高,气体分子的平均运动动能增大,故扩散加快,而随着气体压强的升高,分子间的平均自由行程减小,故扩散就减弱。

当然,按状态方程,浓度与压力、温度是相互关联的,所以质扩散系数与浓度是有关的,就象导热系数与温度有关一样。式(2-22)中d的单位是cm2/s,它和动量扩散系数ν=μ/ρ以及热扩散系数α=λ/cpρ的单位相同,在计算质扩散通量或摩尔扩散通量时,d的单位要换算为m2/s。

分子扩散传质不只是在气相和液相内进行,同样可在固相内存在,如渗碳炼钢、材料的提纯等等。在固相中的质扩散系数比在液相中还将低大约一个数量级,这可用分子力场对过程的影响更大,使分子移动的自由度更小作为合理的定性解释。

二元混合液体的扩散系数以及气-固、液-固之间的扩散系数,比气之间的扩散系数要复杂得多,只有用实验来确定。

菲克第二定律的扩散

9楼:爱你〃灬墯

菲克第一定律只适应于和j不随时间变化——稳态扩散(steady-state diffusion)的场合(见图3.7-1)。对于稳态扩散也可以描述为:

在扩散过程中,各处的扩散组元的浓度c只随距离x变化,而不随时间t变化。这样,扩散通量j对于各处都一样,即扩散通量j不随距离x变化,每一时刻从前边扩散来多少原子,就向后边扩散走多少原子,没有盈亏,所以浓度不随时间变化。实际上,大多数扩散过程都是在非稳态条件下进行的。

非稳态扩散(nonsteady-state diffusion)的特点是:在扩散过程中,和j 都随时间变化。通过各处的扩散通量j 随着距离x在变化,而稳态扩散的扩散通量则处处相等,不随距离而发生变化。

对于非稳态扩散,就要应用菲克第二定律了。

ficker扩散系数单位m2/s如何解释,和物质的量没有关联吗?

10楼:匿名用户

菲克定律 j=dm/(adt)=-d(c/x)。

这里j描述的是单位时间内通过垂直于扩散方向的单位截面积的扩散物质流量(即扩散通量,单位kg / m^2·s)。d称为扩散系数(m/s),c为扩散物质(组元)的体积浓度(kg/m),x为x方向的距离。

c/x这一项代表物质沿x方向的浓度梯度。事实上,菲克第一定律在说,扩散通量与浓度梯度成正比,而比例系数就是d。d的单位则通过直接比较方程两侧确定,即若要j=-d(c/x)这一方程两侧相等,又已知j、c、x三者的单位,那么d的单位就是唯一确定的了,即m/s。

这里,物质的质量已经包含在c这一项里了,d是一个常数,不随具体物质的含量而变化。