Diffusionskoeffizient und Temperatur: Beziehung und Auswirkungen:

Zum Thema „Diffusionskoeffizient und Temperatur“ sollten wir alles wissen. In diesem Artikel werden wir kurz die Zusammenhänge und einige Auswirkungen erklären, die mit dem Diffusionskoeffizienten und der Temperatur zusammenhängen.

Der Diffusionskoeffizient ist eine Konstante der physikalischen Größe und abhängig von Temperatur und Größe der Moleküle. Der Diffusionskoeffizient kann als die kürzere Zeit erklärt werden, die für die Diffusion eines bestimmten Materials zu einem anderen Material benötigt wird, und die Temperatur kann als Menge der Kälte oder Wärme einer physikalischen Substanz erklärt werden.

Diffusionskoeffizient:

Der Begriff Diffusionskoeffizient kann beschrieben werden als: die Parameter Proportionalitätsfaktor, der zwischen dem molaren Fluss durch die Diffusion des Moleküls und dem Gradienten für Diffusion oder treibende Kraft konstant ist.

Mit dieser Formel lässt sich der Diffusionskoeffizient bestimmen,

D=D₀e^EA/KT

Ein anderer Begriff für den Diffusionskoeffizienten ist Diffusivität. In SI ist die Einheit des Diffusionskoeffizienten Quadratmeter/Sekunde. Der Diffusionskoeffizient ist eine physikalische Größe, die konstant bleibt. Der Faktor der physikalischen Konstante hängt von einigen physikalischen Eigenschaften ab, wie z Druck, Temperatur, diffundierender Stoff und Größe der Moleküle.

Temperaturen:

Eine physikalische Größe, die sein kann als Grad für einen Stoff beschreiben, der in heißem oder kaltem Zustand bleiben kann. In jeder Substanz ist Temperatur vorhanden. Diese physikalische Größe ist ein Teil der thermischen Energie, die mit Hilfe von Wärme erzeugt wird. Wir sollten uns immer daran erinnern, dass Hitze und Temperatur beide unterschiedlich sind.

Das allgemeine Symbol, das verwendet wird, um die Temperatur zu identifizieren, ist T. Die SI-Einheit der Temperatur ist Kelvin, bei anderen Methoden werden viele Einheiten verwendet, wie z. B. Grad Celsius, Grad Fahrenheit, Grad Rankine und Grad Kelvin. Mit Hilfe des Thermometers wird die Temperatur gemessen.

Diffusionskoeffizient und Temperaturbeziehung:

Von dem Ficksches Gesetz Ein klares Konzept können wir über den Diffusionskoeffizienten oder die Diffusivität gewinnen. Der Diffusionskoeffizient ist eine konstante physikalische Größe, die von der Temperatur abhängt.

Die Beziehung zwischen Diffusionskoeffizient und Temperatur ist direkt proportional zueinander, dh wenn der Diffusionskoeffizient erhöht wird, steigt auch die Temperatur allmählich an, und wenn der Wert des Diffusionskoeffizienten abnimmt, sinkt auch die Temperatur.

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Für verschiedene Substanzen kann der Diffusionskoeffizient aus verschiedenen Gleichungen abgeschätzt werden. Die Diffusion des Koeffizienten kann in drei Zuständen geschätzt werden,

• Solid
• Flüssigkeit
• Gas

Solide:

Der Wert des Diffusionskoeffizienten für den Feststoff kann aus dem abgeschätzt werden Gleichung von Arrhenius.

Mathematisch kann es abgeleitet werden als

D=D₀exp – (E_a/RT)

Woher,

D = der Diffusionskoeffizient für Feststoffe und seine Einheit ist Quadratmeter pro Sekunde

D₀= Größter Wert des Diffusionskoeffizienten bei unendlicher Temperatur und seine Einheit ist Quadratmeter pro Sekunde

E_a= Energie für die Aktivierung für den Diffusionskoeffizienten kann in Joule pro Mol ausgedrückt werden

R = Universelle Gaskonstante und ihr Wert beträgt 8.314 Joule pro Mol-Kelvin

T = Absolute Temperatur und ausgedrückt in Kelvin

Flüssigkeit:

Der Wert des Diffusionskoeffizienten für die flüssige Substanz kann aus geschätzt werden Gleichung von Stokes – Einstein.

Mathematisch kann es abgeleitet werden als

D_T1/ D_T2 = T₁/T₂ x μT₂/μT₁

Woher,

D = Der Diffusionskoeffizient für flüssige Substanzen und seine Einheit ist Quadratmeter pro Sekunde

T₁ = Initialwert der absoluten Temperatur, ausgedrückt in Kelvin

T₂ = Finale der absoluten Temperatur, ausgedrückt in Kelvin

μ = Dynamische Viskosität für das Lösungsmittel der flüssigen Pascal-Sekunde

Gas:

Der Wert des Diffusionskoeffizienten für die Gassubstanz kann aus geschätzt werden Theorie von Chapman – Enskong.

Mathematisch kann es abgeleitet werden als

Woher,

D = Diffusionskoeffizient für den Gasstoff, dessen Einheit als Quadratzentimeter pro Sekunde ausgedrückt werden kann

A = Empirischer Koeffizient dessen Wert ist

T = Absolute Temperatur, deren Einheit Kelvin ist

M = Molmasse, die in Gramm pro Mol ausgedrückt wird

P = Druck, ausgedrückt als atm

Ω= Temperatur des Diffusionskoeffizienten für Festkörper, die vom Stoßintegral abhängen

σ₁₂= Durchschnittlicher Kollisionsdurchmesser für 1/2 ( σ1+ σ2)

Ein bestimmter Diffusionskoeffizient für einen Gasstoff liegt im Bereich zwischen 10^-6 zu 10^-4 Quadratmeter pro Sekunde. Im Gegensatz dazu ist die Diffusion des Koeffizienten in der flüssigen Substanz sehr langsam. In wässrig die flüssige Substanz Diffusionskoeffizient Bereich zwischen 10^-9 zu 10^-8 Quadratmeter pro Sekunde.

Temperaturverlauf des Diffusionskoeffizienten:

In diesem Abschnitt ist die Diffusionstemperaturkurve dargestellt und anhand dieser Kurve können wir leicht die Beziehung zwischen dem Diffusionskoeffizienten und der Temperatur und ihre Funktionsweise verstehen.

Das Diagramm des Diffusionskoeffizienten ist unten angegeben.

Diffusionskoeffiziententabelle:

Das Diffusionskoeffizient ist eine physikalische Konstante Dies hängt von den physikalischen Eigenschaften ab, darunter ist die Temperatur die häufigste Eigenschaft.

Der Diffusionskoeffizient ist eine physikalische Konstante, die üblicherweise experimentell verwendet und anschließend als Tabelle dargestellt wird. Die Diffusionskoeffiziententabelle für Flüssigkeiten, Gase und Feststoffe ist in der folgenden Tabelle dargestellt.

Häufig gestellte Fragen:

Frage 1. Diskutieren Sie die Faktoren, die den Diffusionskoeffizienten beeinflussen.

Lösung: Der Diffusionskoeffizient der konstanten physikalischen Größe wird durch einige physikalische Eigenschaften beeinflusst, die hauptsächlich die Strömungsgeschwindigkeit im Diffusionskoeffizienten verursachen.

Die Faktoren werden im folgenden Abschnitt kurz erörtert,

1. Temperaturen
2. Druckscheiben
3. Größe des Moleküls der Diffusionssubstanz
4. Oberfläche
5. Viskosität des flüssigen Lösungsmittels

Temperatur:

Wenn sich ein Molekül einer Substanz in einer schnellen Bewegung bewegt, kann die kinetische Energie besitzen. In diesem Moment wird im System die physikalische Eigenschaft Temperatur summiert, dann vermischen sich die Moleküle der Substanz sehr schnell aufgrund der Gegenwart der kinetischen Energie, die jedes andere Molekül der Substanz erfährt.

Wenn die Temperaturrate ansteigt, dann nimmt auch die Rate des Diffusionskoeffizienten zu, und wenn die Temperaturrate abnimmt, dann nimmt auch die Rate des Diffusionskoeffizienten ab. Temperatur u Diffusionskoeffizient ist direkt proportional zueinander.

Druckscheiben:

Im Allgemeinen beeinflusst der Faktor Druck den Diffusionskoeffizienten in Stoffgasen. Wenn in diesem Fall der Innendruck allmählich zunimmt, kommen die vorhandenen Moleküle sehr nahe und die Diffusionsgeschwindigkeit nimmt zu.

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Wenn die Druckrate zunimmt, steigt auch die Diffusionskoeffizientenrate, und wenn die Druckrate abnimmt, nimmt auch die Diffusionskoeffizientenrate ab. Temperatur u Diffusionskoeffizient ist direkt proportional zueinander.

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Größe des Moleküls einer Diffusionssubstanz:

Die Größe des Moleküls einer Diffusionssubstanz ist einer der häufigsten und wichtigsten Faktoren für den Diffusionskoeffizienten. Die Bewegung des schweren Moleküls im Diffusionssystem ist sehr langsam als die des leichteren Moleküls. Der Vorgang der Diffusion ist also von den Molekülen abhängig.

Die Größenrate des Moleküls eines Diffusionssystems nimmt zu, dann nimmt die Rate des Diffusionskoeffizienten ab, und wenn die Größenrate des Moleküls eines Diffusionssystems zunimmt, nimmt die Rate des Diffusionskoeffizienten ab. Größe des Moleküls eines Diffusionssystems und Diffusionskoeffizient sind indirekt proportional zueinander.           

Oberfläche:

In der großen Menge an Oberflächenbereich wird die Bewegungsrate des Diffusionskoeffizienten erhöht und die Geschwindigkeit wird auch schneller.

Viskosität des flüssigen Lösungsmittels:

Wenn die im Diffusionssystem vorhandene Viskosität sehr dick ist, wird der Diffusionskoeffizient geringer, da das Molekül in dem dickeren Medium Zeit braucht, um sich zu lösen.

Die Viskositätsrate des flüssigen Lösungsmittels eines Diffusionssystems nimmt zu, dann nimmt die Rate des Diffusionskoeffizienten ab, und wenn die Viskositätsrate des flüssigen Lösungsmittels eines Diffusionssystems zunimmt, nimmt die Rate des Diffusionskoeffizienten ab. Größe des Moleküls eines Diffusionssystems und Diffusionskoeffizient sind indirekt proportional zueinander.