Макет страницы
щей за единицу времени через условную единичную поверхность, располагаемую перпендикулярно направлению потока, т. е.
''=3¾. (у,1Л>
где Am1 — масса вещества i, переносимая за достаточно малое время а7 через поверхность, площадь которой равна S.
А. Фик (1855) по аналогии с известным законом теплопроводности Фурье постулировал, что диффузионный поток прямо пропорционален градиенту концентрации вещества в данной части системы. Уравнение, связывающее поток и градиент концентрации, имеет вид
Ji=~ Di grade/, (VII.2)
где Di — коэффициент диффузии * вещества i.
Это уравнение является математической записью первого закона Фика. Знак «минус» означает, что поток направлен против градиента, т. е. в сторону уменьшения концентрации.
Если рассматривать одномерную диффузию, при которой диффузионный поток направлен вдоль одного координатного направления (примером может служить диффузия в длинной трубе), то величина потока равна произведению концентрации диффундирующего вещества C1 на среднюю скорость движения частицы по этому направлению w, т. е.
Ji = CjWi-
Учитывая, что для одномерной диффузии первый закон Фика можно записать следующим образом:
'«—0ST- <V, L3>
определим среднюю скорость диффундирующих молекул:
я—Чё--*4!*- <«">
Изучение диффузии сводится обычно к определению коэффициента диффузии. Экспериментальными исследованиями было установлено, что коэффициент диффузии, являющийся характеристикой системы дисперсионная среда —
* В СИ размерность коэффициента диффузии — м2-с-1, однако в справочной литературе чаще всего приводится величина, в 10* раз меньшая,— см2-с~\
