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扩散电流和扩散电流密度

 

扩散流表示由于浓度差异,每单位时间通过所考虑的横截面积传输的物质量。相应的扩散流密度描述了该量与面积单位的关系。在简单的单维情况下,根据第一菲克定律:

 

J = − D⋅ dc/dx

  • J:扩散电流密度(例如,每平方米每秒的摩尔数)
  • D:扩散系数
  • c:专注力
  • dc/dx:扩散方向上的浓度梯度

负号表明扩散流总是朝浓度递减的方向流动。对于有限面积 A,总扩散流可表示为

 

n˙ = J⋅ A

n˙ 是单位时间内通过该面积扩散的物质量。

在固体和粉末扩散中,扩散系数非常小,因此技术时间范围内产生的扩散流通常很小。当流体以快速扩散相的形式存在于孔隙、毛细管或表面时,例如水分、溶剂或气体在粉末或多孔团聚体中重新分布时,这些系数就变得很重要。