Кнудсен мен молекулалық диффузияның негізгі айырмашылығы мынада: Кнудсен диффузиясы газ молекулаларының кеуек қабырғаларымен соқтығысуын қамтиды, ал молекулалық диффузия концентрация градиентіне сәйкес молекулалардың бір жүйеден екіншісіне қозғалысын қамтиды.
Диффузия жүйе арқылы молекулалардың (нақтырақ айтқанда газ молекулаларының) қозғалысын білдіреді. Бұл процесті екі түрде табуға болады: Кнудсен диффузиясы және молекулалық диффузия.
Кнудсен диффузиясы дегеніміз не?
Кнудсен диффузиясы – жүйенің масштабының ұзындығы тартылған бөлшектің орташа еркін жолымен салыстырылатын немесе одан кіші болған кезде пайда болатын диффузия. Бұл термин негізінен физика мен химияда қолданылады және ол ғалым Мартин Кнудсеннің құрметіне аталған.
Газ молекулаларының өте кішкентай капиллярлық кеуектер арқылы қозғалысын (нақтырақ айтқанда диффузиясын) қарастырғанда, егер диффузиялық газ молекулаларының орташа еркін жолы кеуек диаметрінен үлкен болса, онда бұл газдың тығыздығын білдіреді. өте төмен, ал газ молекулалары молекулалар арасындағы соқтығыстармен салыстырғанда кеуек қабырғаларымен соқтығысуға бейім. Бұл процесс Кнудсен диффузиясы немесе Кнудсен ағыны деп аталады.
01-сурет: Кнудсен диффузиясы кезінде цилиндр кеуегіндегі молекула
Сонымен қатар, біз Кнудсен санын анықтай аламыз, бұл Кнудсен диффузиясының салыстырмалы маңыздылығының жақсы өлшемі. Егер бұл сан 1-ден үлкен болса, бұл жүйе үшін Кнудсен диффузиясы маңызды дегенді білдіреді. Іс жүзінде бұл сан тек газдарға қатысты. Себебі сұйық немесе қатты күйдегі молекулалардың орташа еркін жолы өте аз.
Молекулалық диффузия дегеніміз не?
Диффузия – молекулалардың концентрациясы жоғары аймақтан концентрация градиенті арқылы төмен концентрацияға қозғалысы. Бұл қозғалыстар бір ерітіндіде болады. Концентрация градиентіне әсер ететін факторлар диффузияға да әсер етеді.
Бұл қозғалыс екі аймақтың концентрациясы әр нүктеде тең болған кезде тоқтатылады. Бұл бұл қозғалыс концентрация градиенті жоғалғанша жүреді дегенді білдіреді. Содан кейін молекулалар ерітіндінің барлық жеріне таралады.
02-сурет: екі жүйе арасындағы иондардың диффузиясы
Молекулалардың диффузия арқылы қозғалу жылдамдығы температураға, газдың (немесе сұйықтықтың) тұтқырлығына және бөлшектердің өлшеміне байланысты. Әдетте, молекулалық диффузия жоғары концентрациялы аймақтан төмен концентрацияға дейінгі молекулалардың таза ағынын сипаттайды. Температурасы бірдей және олардың арасында молекулалар алмасуға қабілетті екі жүйені, А1 және А2 жүйесін қарастырғанда, осы жүйелердің кез келгеніндегі потенциалдық энергияның өзгеруі бір жүйеден екіншісіне (А1 жүйесінен) энергия ағынын тудыруы мүмкін. A2 немесе керісінше), өйткені кез келген жүйе табиғи түрде төмен энергия мен жоғары энтропия күйлерін қалайды. Бұл молекулалық диффузия күйін жасайды.
Кнудсен мен молекулалық диффузияның айырмашылығы неде?
Кнудсен диффузиясы және молекулалық диффузия сияқты диффузияның екі түрі бар. Кнудсен мен молекулалық диффузия арасындағы негізгі айырмашылық мынада: Кнудсен диффузиясы газ молекулаларының кеуек қабырғаларымен соқтығысуын қамтиды, ал молекулалық диффузия концентрация градиентіне сәйкес молекулалардың бір жүйеден екіншісіне қозғалысын қамтиды.
Қорытынды – Кнудсен және молекулалық диффузия
Кнудсен диффузиясы және молекулалық диффузия сияқты диффузияның екі түрі бар. Кнудсен мен молекулалық диффузия арасындағы негізгі айырмашылық мынада: Кнудсен диффузиясы газ молекулаларының кеуек қабырғаларымен соқтығысуын қамтиды, ал молекулалық диффузия концентрация градиентіне сәйкес молекулалардың бір жүйеден екіншісіне қозғалысын қамтиды.
