Difúzní koeficient a teplota: Vztah a dopady:

O tématu „Difúzní koeficient a teplota“ bychom měli vědět vše. V tomto článku stručně vysvětlíme vztahy a několik vlivů, které s difúzním koeficientem a teplotou souvisí.

Difúzní koeficient je konstanta fyzikální veličiny a je závislá na teplotě a velikosti molekul. Difúzní koeficient lze vysvětlit jako kratší dobu potřebnou k difúzi určitého materiálu do jiného materiálu a teplotu lze vysvětlit jako množství chladu nebo horkosti fyzikální látky.

Difúzní koeficient:

Termín difúzní koeficient lze popsat jako: parametry faktor úměrnosti, který je konstantní mezi molárním tokem difúzí molekuly a gradientem pro difúzi nebo hnací sílu.

Difúzní koeficient lze určit pomocí tohoto vzorce,

D = D₀e^EA/KT

Dalším termínem pro koeficient difúze je difuzivita. V SI je jednotka difúzního koeficientu metr čtvereční za sekundu. Difúzní koeficient je fyzikální veličina, která zůstává konstantní. Fyzikální konstantní faktor je závislý na některých fyzikálních vlastnostech jako např tlak, teplota, difundující látka a velikost molekul.

teplota:

Fyzikální veličina, která může být popsat jako stupeň pro látku, která by mohla zůstat v horkém nebo studeném stavu. V každé látce je přítomna teplota. Tato fyzikální veličina je součástí tepelné energie, která se vyrábí pomocí tepla. Vždy bychom si měli pamatovat, že teplo a teplota jsou různé.

Běžný symbol, který se používá k identifikaci teploty, je T. Jednotkou SI teploty je Kelvin v jiných metodách se používá mnoho jednotek, jako je stupeň Celsia, stupeň Fahrenheita, stupeň Rankine a stupeň Kelvin. Pomocí teploměru se měří teplota.

Difúzní koeficient a teplotní vztah:

z Fickův zákon můžeme získat jasnou představu o difuzním koeficientu nebo difuzivitě. Difúzní koeficient je konstanta fyzikální veličiny, která je závislá na teplotě.

Vztah difuzního koeficientu a teploty je přímo úměrný, což znamená, že pokud se koeficient difuze zvyšuje, teplota se také postupně zvyšuje a pokud hodnota koeficientu difúze klesá, teplota také klesá.

Přečtěte si více o Tepelná difuzivita: To vše jsou důležitá fakta a často kladené otázky

Pro různé látky lze koeficient difúze odhadnout z různých rovnic. Difúzi koeficientu lze odhadnout ve třech stavech,

• Solidní
• Kapalina
• Plyn

Pevný:

Hodnotu difúzního koeficientu pro pevnou látku lze odhadnout z Arrheniova rovnice.

Matematicky to lze odvodit jako,

D = D₀exp – (E_a/RT)

Kde,

D = koeficient difúze pro pevnou látku a její jednotka je metr čtvereční za sekundu

D₀= Největší hodnota koeficientu difúze při nekonečné teplotě a jeho jednotkou je metr čtvereční za sekundu

E_a= Energie pro aktivaci pro koeficient difúze lze vyjádřit v Joule na mol

R = Univerzální plynová konstanta a její hodnota je 8.314 Joule na mol-Kelvin

T = absolutní teplota a vyjádřená v Kelvinech

Tekutý:

Hodnotu difúzního koeficientu pro kapalnou látku lze odhadnout z Stokesova – Einsteinova rovnice.

Matematicky to lze odvodit jako,

D_T1/ D_T2 = T₁/T₂ x μT₂/μT₁

Kde,

D = Koeficient difúze pro kapalnou látku a její jednotku je metr čtvereční za sekundu

T₁ = Počáteční hodnota absolutní teploty vyjádřená v Kelvinech

T₂ = Konečná absolutní teplota vyjádřená v Kelvinech

μ=Dynamická viskozita pro rozpouštědlo kapalného Pascalu

Plyn:

Hodnotu difúzního koeficientu pro plynnou látku lze odhadnout z teorie Chapman – Enskong.

Matematicky to lze odvodit jako,

Kde,

D = Difúzní koeficient pro látku plynů, jehož jednotku lze vyjádřit jako cm čtvereční za sekundu

A = Empirický koeficient, jehož hodnota je

T = Absolutní teplota, jejíž jednotkou je Kelvin

M = Molární hmotnost, která je vyjádřena v gramech na mol

P = tlak vyjádřený jako atm

Ω= Teplota součinitele difúze pro pevnou látku, která závisí na srážkovém integrálu

σ₁₂= Průměrný srážkový průměr pro 1/2 ( σ1+ σ2)

Konkrétní koeficient difúze pro rozsah plynných látek je mezi 10^-6 na 10^-4 metr čtvereční za sekundu. Naproti tomu difúze koeficientu v kapalné látce je velmi pomalá. Ve vodném je kapalná látka difúzní koeficient pohybovat mezi 10^-9 na 10^-8 metr čtvereční za sekundu.

Teplotní křivka difuzního koeficientu:

V této části je vynesena křivka difuzní teploty a z této křivky snadno pochopíme vztah mezi koeficientem difuze a teplotou a jak to funguje.

Graf difuzního koeficientu je uveden níže,

Tabulka difuzních koeficientů:

Projekt koeficient difúze je fyzikální konstanta což závisí na fyzikálních vlastnostech mezi nimi teplota je nejběžnější vlastností.

Difúzní koeficient je fyzikální konstanta, která je běžně experimentální a poté je prezentována jako tabulka. Tabulka koeficientů difúze pro kapalinu, plyn a pevnou látku je uvedena v tabulce níže.

Nejčastější dotazy:

Otázka 1. Diskutujte faktory, které jsou ovlivněny Difúzní koeficient.

Řešení: Konstantní fyzikální veličina koeficient difúze ovlivněný některými fyzikálními vlastnostmi, které způsobují především rychlost proudění v difuzním koeficientu.

Faktory jsou stručně diskutovány v níže uvedené části,

1. teplota
2. Tlak
3. Velikost molekuly difúzní látky
4. Plocha povrchu
5. Viskozita kapalného rozpouštědla

Teplota:

Pokud se molekula látky pohybuje rychlým pohybem, může mít kinetickou energii. V tu chvíli se v systému sečte teplota fyzikálních vlastností, pak se molekula látky velmi rychle promísí díky přítomnosti kinetické energie, kterou zažívá každá další molekula látky.

Rychlost teploty, pokud se zvyšuje, pak se také zvyšuje rychlost koeficientu difúze, a pokud rychlost teploty, pokud klesá, rychlost koeficientu difúze se také snižuje. Teplota a difúzní koeficient je vzájemně přímo úměrné.

Tlak:

Obecně faktor tlaku ovlivňuje koeficient difúze v látce plynů. V tomto případě, kdy se vnitřní tlak postupně zvyšuje, přítomné molekuly se velmi přibližují a rychlost difúze se zvyšuje.

Přečtěte si více o Tlaková nádoba: Důležitá fakta a více než 10 aplikací

Rychlost tlaku se zvyšuje, pak se také zvyšuje rychlost difúzního koeficientu a pokud rychlost tlaku klesá, rychlost difúzního koeficientu se také snižuje. Teplota a difúzní koeficient je vzájemně přímo úměrné.

Přečtěte si více o Konstrukce tlakové nádoby: Důležitá fakta a 5 parametrů

Velikost molekuly difúzní látky:

Velikost molekuly difúzní látky je jedním z nejběžnějších a životně důležitých faktorů pro koeficient difúze. Pohyb těžkých molekul v difúzním systému je velmi pomalý než u lehčích molekul. Proces difúze je tedy závislý na molekulách.

Rychlost velikosti molekuly difúzního systému se zvyšuje, pak se rychlost koeficientu difúze snižuje a pokud se zvyšuje rychlost velikosti molekuly difuzního systému, pak se rychlost koeficientu difúze snižuje. Velikost molekuly difúzního systému a difúzní koeficient jsou navzájem nepřímo úměrné.           

Plocha povrchu:

Na velké ploše se rychlost pohybu difúzního koeficientu zvyšuje a rychlost se také zrychlí.

Viskozita kapalného rozpouštědla:

Pokud je viskozita přítomná v difúzním systému velmi silná, pak se rychlost difúzního koeficientu sníží, protože v silnějším prostředí molekula potřebuje čas na rozpouštění.

Rychlost viskozity kapalného rozpouštědla difúzního systému se zvyšuje, pak se rychlost koeficientu difúze snižuje, a pokud se rychlost viskozity kapalného rozpouštědla difuzního systému zvyšuje, pak se rychlost koeficientu difúze snižuje. Velikost molekuly difúzního systému a difúzní koeficient jsou navzájem nepřímo úměrné.