Коефіцієнт дифузії

Коефіцієнт дифузії - характеристика речовини, кінетичний коефіцієнт, який входить до рівняння дифузії.

Позначається здебільшого літерою D, вимірюється традиційно в см²/c. В системі СІ одиницею вимірювання коефіцієнта дифузії є м²/c.

В рівнянні дифузії (закони Фіка) коефіцієнт дифузії D є сталою пропорційності між швидкістю зміни концентрації з часом і другою похідною від її просторового розподілу:

${\frac {\partial n}{\partial t}}=D\Delta n$.

Коефіцієнт дифузії є водночас характеристкою частинки, яка дифундує в середовищі, й цього середовища. Виділяють коефіцієнт самодифузії, який описує хаотичні зміщення атомів чи молекул речовини в ції же речовині, наприклад, коефіцієнт самодифузії води. В інших випадках використовують коефіцієнт взаємної дифузії, вказуючи як середовище, так і частку. Наприклад, коефіцієнт дифузії атомі кисню в кремнії.

Коефіцієнт дифузії залежить від температури. При вищих температурах хаотичний рух атомів і молекул стає швидшим, а отже дифузія полегшується. Доволі часто ця залежність описується активаційним законом.

Випадкові блукання

При випадкових блуканнях частинки, наприклад, броунівської, коефіцієнт дифузії можна розрахувати за формулою:

$D={\frac {1}{6t}}\langle (x-x_{0})^{2}+(y-y_{0})^{2}+(z-z_{0})^{2}\rangle$,

де $x$, $y$, $z$ - координати частинки у момент часу t, $x_{0}$, $y_{0}$, $z_{0}$ - її координати в початковий момент часу. Кутові дужки означають усереднення.

Див. також

• Активаційний закон дифузії
• коефіцієнт самодифузії

Література

• Глосарій термінів з хімії // Й.Опейда, О.Швайка. Ін-т фізико-органічної хімії та вуглехімії ім. Л.М.Литвиненка НАН України, Донецький національний університет — Донецьк: «Вебер», 2008. — 758 с. — ISBN 978-966-335-206-0
• Кучерук І. М., Горбачук І. Т., Луцик П. П. Загальний курс фізики : навч. посібник у 3-х т. — Київ : Техніка, 2006. — Т. 2 : Електрика і магнетизм.