【仿真百科】扩散系数
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理解扩散系数
在稀物质传递过程中，扩散由菲克第一定律描述，这一现象的量化指标即为扩散系数。它定义为单位面积上单位时间内的单位浓度梯度的通量大小。类似于传热中的热扩散系数，扩散系数反映了物质在溶液或气体中的扩散能力。
扩散系数单位为摩尔/（面积*时间），其计算公式如下：
在气相中，扩散系数通常在一定范围内，而在水溶液中则要慢得多，典型值在特定区间内。因此，我们经常观察到液体中扩散速度缓慢，传递主要以对流为主。
扩散系数与其他属性的关系
扩散系数与温度、压力等物理量紧密相关。根据麦克斯韦-玻尔兹曼分布，气体的扩散系数与温度和稀释程度成正比。而在黏性流体中，扩散粒子的半径、溶剂黏度等因素通过 Stokes-Einstein 方程影响扩散系数。
多孔介质中的扩散系数
在多孔介质中，有效扩散系数小于实际值。这与介质内部孔隙结构和分子移动路径有关。因此，扩散系数在多孔介质中有所调整，以反映物质在复杂结构中的扩散情况。
扩散系数的多组分特性
在高浓度混合物中，扩散系数成为描述不同物质之间相互作用的重要参数。它不仅考虑了物质分子间的相互作用，还能反映溶液中多种物质之间的复杂关系。
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