Coefficiente di diffusione e temperatura: relazione e impatti:

Dovremmo sapere tutto sul tema "Coefficiente di diffusione e temperatura". In questo articolo spiegheremo brevemente le relazioni e i diversi impatti correlati al coefficiente di diffusione e alla temperatura.

Il coefficiente di diffusione è una costante della quantità fisica e dipende dalla temperatura e dalle dimensioni delle molecole. Il coefficiente di diffusione può essere spiegato come il minor tempo impiegato per la diffusione di un particolare materiale in un altro materiale e la temperatura può spiegare come la quantità di una sostanza fisica fredda o calda.

Coefficiente di diffusione:

Il termine coefficiente di diffusione può essere descritto come il fattore di proporzionalità dei parametri che è costante tra il flusso molare per diffusione del molecolare e il gradiente per diffusione o forza motrice.

Il coefficiente di diffusione può essere determinato utilizzando questa formula,

D = D₀e^EA/KT

Un altro termine per il coefficiente di diffusione è diffusività. In SI l'unità del coefficiente di diffusione è metro quadrato/secondo. Il coefficiente di diffusione è una grandezza fisica che rimane costante. Il fattore fisico costante dipende da alcune proprietà fisiche come pressione, temperatura, sostanza diffondente e dimensione delle molecole.

Temperatura:

Una quantità fisica che può essere descrivere come il grado di una sostanza che potrebbe rimanere in condizioni calde o fredde. In ogni sostanza è presente la temperatura. Questa quantità fisica è una parte dell'energia termica che viene prodotta con l'aiuto del calore. Dovremmo sempre ricordare che il calore e la temperatura sono entrambi diversi.

Il simbolo comune utilizzato per identificare la temperatura è T. L'unità SI della temperatura è Kelvin in altri metodi vengono utilizzate molte unità come Grado centigrado, Grado Fahrenheit, Grado Rankine e Grado Kelvin. Con l'aiuto del termometro si misura la temperatura.

Coefficiente di diffusione e relazione di temperatura:

Dal La legge di Fick un concetto chiaro che possiamo ottenere sul coefficiente di diffusione o diffusività. Il coefficiente di diffusione è una costante della quantità fisica che dipende dalla temperatura.

Il rapporto tra coefficiente di diffusione e temperatura è direttamente proporzionale tra loro, quindi se il coefficiente di diffusione aumenta, anche la temperatura aumenta gradualmente così come se il valore del coefficiente di diffusione diminuisce, anche la temperatura diminuisce.

Per saperne di più, leggi Diffusività termica: sono tutti fatti e domande frequenti importanti

Per diverse sostanze il coefficiente di diffusione può essere stimato da diverse equazioni. La diffusione del coefficiente può essere stimata in tre stati,

• Tinte Unite
• Liquido
• Gas

Solido:

Il valore del coefficiente di diffusione per la sostanza solida può essere stimato dal equazione di Arrhenius.

Matematicamente può essere derivato come,

D = D₀esp – (E_a/RT)

Dove,

D = il coefficiente di diffusione per la sostanza solida e la sua unità è metro quadrato al secondo

D₀= Il valore massimo del coefficiente di diffusione a temperatura infinita e la sua unità è il metro quadrato al secondo

E_a= Energia per l'attivazione per coefficiente di diffusione può essere espressa in Joule per mol

R = costante del gas universale e il suo valore è 8.314 Joule per mol-Kelvin

T = temperatura assoluta ed espressa in Kelvin

Liquido:

Il valore del coefficiente di diffusione per la sostanza liquida può essere stimato dal equazione di Stokes – Einstein.

Matematicamente può essere derivato come,

D_T1/ D_T2 = T₁/T₂ xμT₂/μT₁

Dove,

D = Il coefficiente di diffusione della sostanza liquida e la sua unità è metro quadrato al secondo

T₁ = Iniziale della temperatura assoluta espressa in Kelvin

T₂ = Finale della temperatura assoluta espressa in Kelvin

μ= Viscosità dinamica per il solvente del liquido Pascal secondo

Gas:

Il valore del coefficiente di diffusione per la sostanza gassosa può essere stimato dal teoria di Chapman – Enskong.

Matematicamente può essere derivato come,

Dove,

D = Coefficiente di diffusione della sostanza gassosa la cui unità può essere espressa in cm quadrati al secondo

A = Coefficiente empirico quale valore è

T = temperatura assoluta quale unità è Kelvin

M = massa molare espressa in grammi per mole

P = Pressione espressa in atm

Ω= Temperatura del coefficiente di diffusione della sostanza solida che dipende dall'integrale di collisione

σ₁₂= Diametro medio di collisione per 1/2 ( σ1+ σ2)

Un particolare coefficiente di diffusione per un intervallo di sostanze gassose è compreso tra 10^-6 a 10^-4 metro quadrato al secondo. La diffusione del coefficiente nella sostanza liquida è invece molto lenta. In acquoso la sostanza liquida coefficiente di diffusione range compreso tra 10^-9 a 10^-8 metro quadrato al secondo.

Curva di temperatura del coefficiente di diffusione:

In questa sezione viene tracciata la curva della temperatura di diffusione e da questa curva possiamo facilmente comprendere la relazione tra il coefficiente di diffusione e la temperatura e come funziona.

Il grafico del coefficiente di diffusione è riportato di seguito,

Tabella del coefficiente di diffusione:

I il coefficiente di diffusione è costante fisica che dipende dalle proprietà fisiche tra di loro la temperatura è la proprietà più comune.

Il coefficiente di diffusione è una costante fisica che viene comunemente sperimentata e successivamente presentata come una tabella. La tabella del coefficiente di diffusione per la sostanza liquida, gassosa e solida è presentata nella tabella seguente.

Domande frequenti:

Domanda 1. Discutere i fattori che sono interessati Coefficiente di diffusione.

Soluzione: Il coefficiente di diffusione della quantità fisica costante influenzato da alcune proprietà fisiche che causa principalmente la velocità di flusso nel coefficiente di diffusione.

I fattori sono discussi brevemente nella sezione seguente,

1. Temperatura
2. Pressione
3. Dimensione della molecola della sostanza di diffusione
4. Superficie
5. Viscosità del solvente liquido

Temperatura:

Una molecola di una sostanza se si muove con un movimento veloce, l'energia cinetica può essere posseduta. In quel momento nel sistema viene sommata la temperatura della proprietà fisica, quindi la molecola della sostanza si mescola molto rapidamente a causa della presenza dell'energia cinetica sperimentata da ciascuna altra molecola della sostanza.

La velocità della temperatura se aumenta, aumenta anche la velocità del coefficiente di diffusione e se la velocità della temperatura se diminuisce, diminuisce anche la velocità del coefficiente di diffusione. Temperatura e coefficiente di diffusione è direttamente proporzionale tra loro.

Pressione:

In generale la pressione del fattore influenza il coefficiente di diffusione nella sostanza gassosa. In questo caso, quando la pressione interna aumenta gradualmente, le molecole presenti si avvicinano molto e la velocità di diffusione aumenta.

Per saperne di più, leggi Recipiente a pressione: sono fatti importanti e oltre 10 applicazioni

La velocità di pressione aumenta, quindi aumenta anche la velocità del coefficiente di diffusione e se la velocità di pressione diminuisce, diminuisce anche la velocità del coefficiente di diffusione. Temperatura e coefficiente di diffusione è direttamente proporzionale tra loro.

Per saperne di più, leggi Design del recipiente a pressione: sono fatti importanti e 5 parametri

Dimensione del molecolare di una sostanza di diffusione:

La dimensione del molecolare di una sostanza di diffusione è uno dei fattori più comuni e vitali per il coefficiente di diffusione. Il movimento della molecola pesante nel sistema di diffusione è molto lento rispetto alla molecola più leggera. Quindi, il processo di diffusione dipende dalle molecole.

La velocità di dimensione della molecola di un sistema di diffusione aumenta, quindi la velocità del coefficiente di diffusione diminuisce e se la velocità di dimensione della molecola di un sistema di diffusione aumenta, la velocità del coefficiente di diffusione diminuisce. La dimensione della molecola di un sistema di diffusione e il coefficiente di diffusione sono indirettamente proporzionali tra loro.           

Superficie:

Nella grande quantità di superficie aumenta la velocità di movimento del coefficiente di diffusione e anche la velocità diventerà più veloce.

Viscosità del solvente liquido:

Se la viscosità presente nel sistema di diffusione è molto densa, il coefficiente di velocità di diffusione è diminuito perché nel mezzo più denso la molecola impiega tempo a solvente.

La velocità di viscosità del solvente liquido di un sistema di diffusione aumenta, quindi la velocità del coefficiente di diffusione diminuisce e se la velocità di viscosità del solvente liquido di un sistema di diffusione aumenta, la velocità del coefficiente di diffusione diminuisce. La dimensione della molecola di un sistema di diffusione e il coefficiente di diffusione sono indirettamente proporzionali tra loro.