Диффузия законы Фика

Следует заметить, что подобными могут быть только явления одинаковой природы, описывающиеся одинаковыми аналитическими зависимостями. Так, формулы для плотности теплового потока при теплопроводности (закон Фурье) и для плотности массового потока при молекулярной диффузии (закон Фика) имеют одинаковую структуру. Но явления теплопроводности и диффузии качественно различны и потому не могут быть подобными Явления, описываемые одинаковыми уравнениями (или системой уравнений), но имеющие различную физическую природу, называются аналогичными. [c.267]

Основной причиной появления молекулярных потоков массы компонентов в смеси является неоднородность их концентраций. Вследствие молекулярного перемешивания смеси осуществляется перенос вещества данного компонента из области с более высокой концентрацией в область с пониженной концентрацией. Этот процесс описывается законом концентрационной диффузии — законом Фика (который во многом похож на закон теплопроводности Фурье) [c.36]

Закон молекулярной диффузии закон Фика) имеет аналогичный [c.177]

Аналогично уравнению (3.30) записывается основной закон диффузии — закон Фика [c.100]

Эффекты бародиффузии обычно на практике совершенно незначительны и могут не приниматься в расчет. Эффекты термодиффузии в газовых смесях могут оказывать заметное влияние лишь при существенно различной массе молекул компонентов смеси (например, смесь водород-фреон и т.п.), значительных температурных градиентах и средних концентрациях компонентов. На практике все эти условия одновременно выполняются редко. Поэтому обычно термодиффузионные эффекты также не рассматриваются. В итоге соотношения (3.269) и (3.270) переходят в соотношения закона концентрационной диффузии — закона Фика [c.263]

Вакансии —это точечные дефекты, т. е. вакантные позиции в кристаллической решетке. По причинам, связанным с энтропией, существует равновесная концентрация вакансий, величина которой зависит от температуры. Вакансии мигрируют, меняясь местами с соседними ионами. Их перемещение описывается уравнениями диффузии (законы Фика), аналогичными уравнениям теплопереноса. [c.51]

Искомой величиной при этом является коэффициент массопереноса, определяемый по критерию Шервуда из уравнения (7.64). Для определения коэффициентов диффузии, входящих в критерии Шервуда и Шмидта, используется закон концентрационной диффузии (закон Фика, устанавливающий пропорциональность потока вещества градиенту концентраций) [c.138]

Скорость диффузии в приэлектродном слое в направлении л , нормаль[1ом к поверхности электрода, дается первым законом Фика [c.206]

Процессы переноса вещества путем диффузии связаны с наличием градиента концентраций диффундирующего вещества в среде, заполненной другим веществом. Процессы диффузии описываются уравнениями законов Фика [c.302]

Интеграл второго уравнения системы (8.110), т. е. второго закона Фика, будет равен для бесконечно длинного цилиндра при взаимной диффузии двух газов следующему выражению [c.302]

Помимо изотермической диффузии, описываемой уравнениями законов Фика (8.110), перенос атомов может возникнуть под действием различных температур, т. е. в неоднородном температурном поле. Такая неизотермическая диффузия может вызвать перераспределение или сегрегацию компонентов сплава в температурном поле, созданном термическим циклом сварки. Это будет особенно заметно для элементов, обладающих высокой подвижностью, например, для водорода Н. [c.304]

Это выражение имеет вид закона Фика (9.1) с коэффициентом диффузии [c.206]

Применение теории случайных блужданий к диффузии атомов в твердых телах приводит к уравнениям, аналогичным первому и второму законам Фика. А. Фик для качественного метода расчета диффузии использовал уравнения теплопроводности, выведенные Фурье. При этом он исходил из гипотезы, что в изотропной среде количество / диффундирующего вещества, проходящее за единичное время через единичную площадь поперечного сечения, пропорционально градиенту концентрации С, измеряемому по нормали к этому сечению [c.204]

При условии, что коэффициент диффузии не зависит от концентрации, т. е. является величиной постоянной, получим второй закон Фика для одномерной диффузии в дифференциальной форме [c.205]

Обычно в практике экспериментального исследования процессов диффузии примесей в твердых телах используют решения уравнения второго закона Фика для одномерного случая при определенных для конкретной физической задачи начальных и граничных условиях. Рассмотрим два из наиболее распространенных типа граничных условий и соответствующие им решения. [c.205]

Все феноменологические законы, в которые входят коэффициенты переноса, служат для замыкания системы уравнений гидродинамики. Однако такой подход к проблеме описания неравновесной системы на гидродинамическом этапе не является фактическим ее рещением, так как остаются не доказанными уравнения переноса (закон Фика и др.) и неизвестны коэффициенты переноса (коэффициенты диффузии, теплопроводности, вязкости и т. д.). Только микроскопическая теория позволяет решить эту проблему на основе решения кинетического уравнения. Одночастичная функция распределения /(г, V, t) содержит всю информацию о плотности, скорости, температуре, напряжениях и тепловом потоке в неравновесной системе. Это возможно потому, что /(г, V, t) зависит от семи переменных, а не от четырех, как все перечисленные макроскопические параметры. [c.140]

При диффузии поток компонента смеси пропорционален градиенту концентрации С (закон Фика) [c.234]

Молекулярная диффузия, обусловленная неоднородностью состава газового или парогазового потоков, представляет собой процесс массопереноса, имеющий важное значение в теории теплообмена. В этих условиях плотность потока массы [кг м сек) для бинарной смеси определяется законом Фика [c.251]

Плотность массового потока вещества может быть выражена через градиент осредненной во времени концентрации, но в этом случае в законе Фика коэффициент молекулярной диффузии D надо заменить на D + D , где D — коэффициент турбулентного переноса вещества. В этом случае дифференциальное уравнение массообмена для турбулентного потока приводится к виду [c.262]

Диффузия — процесс выравнивания концентрации частиц (атомов, молекул, ионов, электронов) в среде. При наличии градиента концентрации N частиц в веществе возникает поток этих частиц j, выравнивающий их концентрации. Связь между потоком и коэффициентом диффузии D выражается законом Фика [c.375]

Рассматриваемая задача типа сформулированной в 1,9 (задача 1). Однако здесь будет изучаться только сублимация материала тела без образования слоя кокса и без химических реакций. В данном случае единственная поверхность разрыва (волна сублимации), отделяющая газовый поток от твердого тела, является, естественно, подвижной. Будем изучать стационарный режим уноса массы, когда волна разрыва движется с постоянной скоростью D. Тогда в подвижной системе координат, связанной с волной сублимации (у = у — Dt, у — координата в неподвижной системе), движение в пограничном слое будет установившимся. Течение предполагается ламинарным, описывается оно системой уравнений (1.114). Пусть газовая смесь состоит из двух компонент сублимирующего вещества и однородного основного потока. В этом случае имеет место закон Фика, и уравнение диффузии представляется в простом виде [c.301]

Рассмотрим количественные закономерности процесса диффузии. Если с — концентрация одного вещества в другом, выраженная в кг/м , в долях или процентах, то перенос массы в направлении наибольшего изменения концентрации с будет, согласно закону переноса массы (закону Фика), пропорционален площади поверхности s, через которую переносится вещество, и времени переноса t, т. е. [c.81]

Закон Фика. Плотность потока массы при концентрационной диффузии, т. е. диффузионный поток количества вещества (в кг массы), переносимого через единицу площади в единицу времени /, определяют по закону Фика (7.118). [c.229]

Закон Фика справедлив для жидкости с однородным полем температуры (изотермические процессы) при условиях независимой диффузии. Условия независимой диффузии соблюдаются в каждом следующем случае [c.229]

Для бинарной смеси газов, состоящей из компонентов аир, обобщенный коэффициент диффузии Д р совпадает с бинарным коэффициентом диффузии 1) р и, следовательно, уравнение (7.5.28) принимает форму известного закона Фика [c.392]

В основу диффузионной теории заложено допущение о возможности использования особого диффузионного закона (аналогичного законам Фика). При таком допущении распределение предельной концентрации со твердой фазы по вертикали описывается в соответствии с законом теории диффузии (для равномерного установившегося движения гидросмеси) следующим дифференциальным уравнением [c.633]

В этом случае движущей силой является градиент концентрации. Так как плотность потока массы направлена в сторону убывания концентрации, а градиент концентрации — в противоположную сторону, то в выражении (19.1) присутствует знак минус . Закон Фика описывает концентрационную диффузию, в результате которой переносится основная доля вещества. [c.450]

Коэффициент диффузии для расслштрпваемого случая обычно определяется по классической макроскопической теории диффузии (закон Фика). Нужно, однако, отметить, что уравнение (2.110) характеризует диффузию в. любой момент времени, а в целом ряде практпческп.х задач должен рассматриваться нестационарный процесс диффузии. В предельно.м случае больших t [c.74]

Отвод продуктов коррозии от поверхности металла, осуществляемый в соответствии с законом диффузии (закон Фика). Следует иметь в виду, что продукты коррозии во многих случаях ифают решающую роль в торможении коррозионного процесса. Например, скорость коррозии замедляется при образовании на поверхности металла соответствующих оксидных, гидроксидных, солевых либо других плёнок, тормозящих проникновение к поверхности металла коррозионно-активных частиц. Такие продукты коррозии тормозят также и первую стадию коррозионного процесса. [c.12]

Эта зависимость получила название — первый закон Фика. Знак минус указывает, что диффузия протекает в направлении от объемов с большей концентрацией к объемам с меньшей концентрацией Если градиент концентрации изменяется во времени (т), то процесс диффузии описывается вторым законом Фика d ldi = = D (d /dx ). [c.27]

При изотермических условиях интенсивность концентрационной диффузии характеризуется плотностью потока массы вещества, которая определяется по закону Фика плотность диффузионного потока вещества (количество вещества, диффундирующего в единицу времени через единицу площади изоконцеитрационной поверхности) прямо пропорциональна градиенту концентраций. [c.501]

На рис. 8.18 представлено решение этого уравнения в виде изо-хрон концентраций (линий для постоянного значения времени), причем с увеличением времени при данном значении х (расстояние от начального сечения) концентрация возрастает и стремится к значению Со/2. Расчет развития диффузионных процессов на основании второго закона Фика сохраняется для жидких и для твердых сред, но коэффициенты диффузии будут Значительно меньше, чем для газообразных систем. [c.303]

Распределение Нд по объему сварного соединения и его концентрацию в любой заданной точке определяют экспериментальнорасчетным способом. Способ состоит в экспериментальном определении исходной концентрации диффузионного водорода в металле шва Нш(0), установлении зависимости коэффициента диффузии водорода от температуры для шва, ЗТВ и основного металла и параметров перехода остаточного (металлургического) водорода Но в основном металле в Нд и обратно при сварочном нагреве и охлаждении. Расчетная часть заключается в решении тепловой задачи для заданных типа сварного соединения, режима сварки и решения диффузионной задачи. Последняя для сварки однородных материалов представляет ч 1Сленное решение дифференциального уравнения второго закона Фика, описывающего неизотермическую диффузию водорода с учетом термодиффузионных потоков в двумерной системе координат [c.534]

Сравнивая это выражение с законом Фика (9.1), пол)гчаем выражение для коэффициента диффузии [c.197]

Уравнение (6.119) называют первым законом Фика для стационарного потока. Для одномерной диффузии и изотропной среды уравнение Фпка имеет вид [c.204]

Коэффициенты Z., в этом линейном законе называются феноменологическими, или кинетическими, коэффициентами. Причем диагональные коэффициенты La определяют прямые явления переноса, а недиагональные коэффициенты Lik, непрерывно связанные с прямыми, — перекрестные или сопряженные процессы. Так, по закону теплопроводности Фурье (1.20) градиент температуры вызывает поток тепла (L,i = L = x) по закону Фика градиент концентрации вызывает диффузию /=—Dgrad , L=D по закону Ома градиент потенциала вызывает ток / = —а grad ф, L = o и т. д. Наряду с этими прямыми процессами переноса возникают и сопряженные с ними процессы. Например, при существовании градиента температуры кроме переноса тепла может происходить и перенос массы (термодиффузия). Такие перекрестные процессы характеризуются недиагональными коэффициентами Lik- Так, плотность потока массы 1 при наличии градиента концентрации и градиента температуры равна [c.14]

В этой связи можно сказать, что закон Фурье для теплопроводности, закон Фика для диффузии, уравнение Навье-Стокса для течения вязкой жидкости, законы термоэлектрических явлений и т. п. представляют собой частные случаи общих феноменологическиэс соотношений термодинамики необратимых процессов. [c.340]

Для двухкомпонентной смеси при переносе массы только концентрационной диффузией по закону Фика уравнение (17.12) перепищется [c.274]

Построим теперь динамическую модель процесса абсорбции в насадочном аппарате, учитывающую продольное перемешивание фаз. В реальных аппаратах продольное перемешивание фаз объясняется рядом причин прежде всего различием скоростей движения фаз в разных точках аппарата и, кроме того, турбулентной диффузией фаз, уносом частиц одной фазы (например жидкости) потоком другой фазы (газа). Подробное теоретическое описание продольного перемешивания, учитывающее все перечисленные факторы, в настоящее время отсутствует. Для описания структуры потоков в аппарате обычно используют упрощенные модельные представления. Наиболее распространенными из них являются ячеечная и диффузионная модели. В данной книге для описания структуры потоков используем вторую из этих моделей, согласно которой перемешивание фаз в аппарате аналогично процессу диффузии. В диффузионных процессах при наличии градиента концентрации какого-либо вещества возникает поток этого вещества, называемый диффузионным потоком, который пропорционален градиенту концентрации. Поскольку процесс перемешивания аналогичен процессу диффузии, можно считать что и в насадочном аппарате возникает поток вещества определяемый законом Фика / = = —pZ)grad0, который в одномерном случае имеет вид / = [c.17]

При записи уравнений (5.2.4)—(5.2.6) предполагалос ., что процессы диффузии и молекулярной теплопроводности следуют законам Фика и Фурье с эффективными значени5 -ми коэффициентов диффузии и теплопроводности. [c.189]

Если в двухкомпонентной смеси отсутствует макродвижение, а температура и давление постоянны по объему системы, то плотность потока массы одного из компонентов, обусловленного молекулярной диффузией, определяется законом Фика [c.450]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...