Dyfuzja - I prawo Ficka
Transkrypt
Dyfuzja - I prawo Ficka
Dyfuzja. I prawo Ficka. I W roztworze, zawiesinie, gazie itp. o nierównomiernym stężeniu liczba cząstek w jednostce objętości n0 jest funkcją współrzędnej x (tj. n0(x)). Załóżmy, że w pewnym krótkim czasie τ każda cząstka dozna przemieszczenia średniego o ∆ lub o -∆. Z warstwy I o grubości ∆ połowa cząstek przejdzie do warstwy II, a połowa z warstwy II przejdzie do I. Liczby cząstek przechodzących wynoszą: II 1 n = n ⋅S ⋅∆ → 2 0 I 1 n = n ← 2 0 ⋅S ⋅∆ II x ∆ Strumień wypadkowy: Φ= (∆n) wypadkowe = S ⋅τ 1 2 n0 I S∆ − 12 n0 Sτ zastępując różnicę stężeń przez: n0 I II S∆ − n0 = II 1 2 ∆ τ =− [n 0 I dn0 ⋅∆ dx otrzymujemy ∆2 dn0 Φ=− ⋅ τ dx 1 2 D= 1 2 ∆2 τ → Φ = −D − n0 dn0 dx ∆ = 2 Dτ Współczynniki dyfuzji w temperaturze 25 °C H2O w wodzie 2.26·10-5 cm2/s CH3OH w wodzie 1.58·10-5 cm2/s C12H22O11 (sacharoza) w wodzie 0.52·10-5 cm2/s hemoglobina (67 kDa) 6.3·10-7 cm2/s wirus mozaiki tytoniowej (31 MDa) 0.53·10-7 cm2/s II ]