Диффузия
-
Основы диффузии
- Диффузия — это процесс переноса вещества из области с высокой концентрацией в область с низкой концентрацией.
- Диффузия описывается уравнениями Фика, которые связывают изменение концентрации с градиентом концентрации и временем.
-
Уравнения Онзагера
- Уравнения Онзагера описывают линейную необратимую термодинамику и включают в себя кинетические коэффициенты.
- Эти коэффициенты связаны с термодинамическими силами и могут быть измерены только в комбинации.
- Уравнения Онзагера генерируют системы линейных уравнений диффузии, которые могут быть нелинейными при недиагональной диффузии.
-
Связь с кинетической теорией
- Коэффициент диффузии связан с подвижностью частиц через соотношение Эйнштейна.
- Подвижность определяется как отношение конечной скорости дрейфа к приложенной силе.
-
Диффузия через мембрану
- Т. Теорелл предложил теоретическую формулу для диффузии ионов через мембрану, основанную на мобильности.
- Формула Теорелла отличается от законов Онзагера коэффициентом концентрации в выражении для потока.
-
Активность и общая формула
- Активность измеряет «эффективную концентрацию» в неидеальной смеси и используется в теоретической формуле для потока.
- Стандартное определение активности включает нормирующий коэффициент для малых концентраций.
-
Альтернативный подход
- Уравнение Ланжевена учитывает инерцию рассеивающейся частицы и позволяет описать диффузию на больших и малых временных масштабах.
- Этот подход приводит к теореме флуктуации-диссипации, связывающей трение и случайные силы при определении температуры.
-
Диффузия в гетерогенном катализе
- Диффузия реагентов по поверхности катализатора важна для гетерогенного катализа.
- Модель диффузии в идеальном монослое основана на скачках реагентов по свободным местам.
- Пересказана только часть статьи. Для продолжения перейдите к чтению оригинала.
Полный текст статьи: