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化学百科知识点-菲克定律解读

来源:学大教育     时间:2016-04-15 18:32:21


化学学习的一些知识关系到我们的生活,学好化学不仅仅是为了提高分数了,也是为了增长我们的知识面。下面学大教育网为大家带来化学百科知识点-菲克定律解读,希望能够丰富大家的知识面。

菲克定律,是描述物质扩散现象的宏观规律,这是生理学家菲克(Fick)于1855年发现的。包括两个内容:(1)早在1855年,菲克就提出了:在单位时间内通过垂直于扩散方向的单位截面积的扩散物质流量(称为扩散通量Diffusion flux,用J表示)与该截面处的浓度梯度(Concentration gradient)成正比,也就是说,浓度梯度越大,扩散通量越大。这就是菲克第一定律。(2)菲克第二定律是在第一定律的基础上推导出来的。菲克第二定律指出,在非稳态扩散过程中,在距离x处,浓度随时间的变化率等于该处的扩散通量随距离变化率的负值。

早在1855年,菲克就提出了:在单位时间内通过垂直于扩散方向的单位截面积的扩散物质流量(称为扩散通量Diffusion flux,用J表示)与该截面处的浓度梯度(Concentration gradient)成正比,也就是说,浓度梯度越大,扩散通量越大。这就是菲克第一定律。

扩散系数(Diffusion coefficient)D是描述扩散速度的重要物理量,它相当于浓度梯度为1时的扩散通量,D值越大则扩散越快。对于固态金属中的扩散,D值都是很小的,例如,1000℃时碳在γ-Fe中的扩散系数D仅为10m^2/s数量级。费克定律里的稳态扩散和非稳态扩散费克第一定律只适应于J和C不随时间变化——稳态扩散(Steady-state diffusion)的场合(见下图)。对于稳态扩散也可以描述为:在扩散过程中,各处的扩散组元的浓度C只随距离x变化,而不随时间t变化,每一时刻从前边扩散来多少原子,就向后边扩散走多少原子,没有盈亏,所以浓度不随时间变化。实际上,大多数扩散过程都是在非稳态条件下进行的。非稳态扩散(Nonsteady-state diffusion)的特点是:在扩散过程中,J随时间和距离变化。通过各处的扩散通量J 随着距离x在变化,而稳态扩散的扩散通量则处处相等,不随时间而发生变化。对于非稳态扩散,就要应用菲克第二定律了。

以上就是学大教育网为大家带来的化学百科知识点-菲克定律解读,希望这些知识点能够对大家有所帮助,更多的化学百科内容请大家关注学大教育网。

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