tailieunhanh - Hiện tượng khuếch tán

Khi mở một lọ nước hoa, mùi thơm sẽ lan tỏa khắp phòng. Sự lan truyền của các phân tử hương liệu từ nơi mật độ hạt cao đến nơi có mật độ hạt thấp hơn được gọi là hiện tượng khuếch tán. Hiện tượng khuếch tán xảy ra do chuyển động nhiệt của c | Generated by Foxit PDF Creator Foxit Software http For evaluation only. 1 Hiện tượng khuếch tán HIỆN TƯỢNG KHUẾCH TÁN Biên soạn Lê Quang Nguyên Khi mở một lọ nước hoa mùi thơm sẽ lan tỏa khắp phòng. Sự lan truyền của các phân tử hương liệu từ nơi mật độ hạt cao đến nơi có mật độ hạt thấp hơn được gọi là hiện tượng khuếch tán. Hiện tượng khuếch tán xảy ra do chuyển động nhiệt của các phân tử trong chất khí chất lỏng hay chất rắn. 1. ĐỊNH LUẬT FICK MẬT ĐỘ DÒNG HẠT VÀ THÔNG LƯỢNG HẠT Xét một dòng hạt có mật độ hạt n chuyển động với vận tốc V . Vectơ mật độ dòng hạt j được định nghĩa như sau j nv Giả sử có một hình phẳng diện tích bằng đơn vị vuông góc với dòng hạt hình . Số hạt đi qua hình phẳng ấy trong một đơn vị thời gian chính bằng số hạt nằm trong hình hộp có đáy là hình phẳng và chiều cao bằng vận tốc dòng hạt. Số hạt đó sẽ bằng mật độ hạt nhân với thể tích của hình hộp n X V X 1 nv v Hình Vậy j có độ lớn bằng số hạt đi qua một đơn vị diện tích vuông góc với dòng hạt trong một đơn vị thời gian và thông lượng hạt đi qua một diện tích phẳng S vuông góc với dòng hạt là jS . Nếu S không vuông góc với dòng hạt hình thì ta lập luận như sau Thông lượng qua S thông lượng qua S jS jScosỡ Vậy j ĩ S Lưu ý rằng thông lượng là một số đại số thông lượng là dương nếu các hạt đi theo chiều dương của bề mặt chiều của vectơ đơn vị pháp tuyến n và âm trong trường hợp ngược lại. Nếu dòng hạt có mật độ dòng bất kỳ và bề mặt S cũng có hình dạng bất kỳ hình thì ta chia bề mặt ra làm nhiều phần nhỏ dS mỗi phần nhỏ như vậy có thể coi như phẳng và mật độ dòng hạt tại đó cũng có thể coi là không đổi. Như vậy thông lượng hạt qua dS là d j ndS Thông lượng hạt qua S là tổng các thông lượng qua các phần nhỏ dS trên mặt S I j ndS Trong trường hợp S là một mặt khép kín người ta quy ước chọn n hướng ra ngoài như thế thông lượng ra khỏi mặt là dương còn thông lượng vào mặt là âm. ĐỊNH LUẬT FICK Mật độ dòng khuếch