Koeficijent difuzije je gdje i koliko

Ljeto! Sunce, vrućina, miris svježe rezane trave u zraku. Trava je daleko odavde i osjeća se miris. Ovo je fizika, sličan fenomen se naziva difuzijom. I to je određena prodor čestica tvari u kontaktu jedni s drugima. Na primjer, kao i sada, trava dolazi u dodir sa zrakom, i miris pokošene trave širi kroz zrak daleko od košnju. Sličan postupak je obično karakteriziran tako veliko kao koeficijent difuzije.

Možemo reći da je sve što se događa oko nas uglavnom povezano s procesima interpenetracije. Zahvaljujući ovom fenomenu, mi čak živimo. A što je tako iznenađujuće? Penetracija kisika ili hranjivih tvari u krv - to je najzastupljenija difuzija, jedna tvar prodire u drugu. Difuzija u prirodi mnogo je šira nego što nam se čini. Takav fenomen nije nešto egzotično, već je, naprotiv, široko zastupljena u okolnom svijetu. Čak i činjenica da se izdahni zrak ne akumulira oko, ali se raspršuje u prostoru, također je uzrokovan difuzijom.

Može biti međusobna penetracija u različitim tijelima - tekućina, plinovita i čvrsta. Njegov uzrok je kaotično gibanje molekula materije. Usput, fenomen difuzije se uzeti u obzir u molekularnoj-kinetička teorija jednog od pomoćnih čimbenika toga. Dakle, vraćajući se u agregatno stanje tijela: stopa prodiranja tvari ovisi o njenom agregatno stanje i od takve vrijednosti kao difuzijski koeficijent.

Kakav je tajnoviti koncept? Tako se zove kvantitativno obilježje brzina prijenosa molekularnih tvari u bilo koje druge. Koeficijent difuzije, što je prilično specifična formula, omogućava procjenu količine tvari prošao kroz jedinici površine (kvadratnih metara) po jedinici vremena (sekundi).

U praksi je utvrđeno da u međusobnim plinovima dolazi do najveće brzine međusobnog prodiranja, dok je u krutinama brzina penetracije minimalna. Na difuzijski koeficijent utječu tjelesna temperatura i međusobna koncentracija tvari u blizini. Uz povećanje temperature, stopa interpenetracije povećava se, uz povećanu koncentraciju materije.

Tako interpenetraciju pojava zbog tzv gradijent koncentracije ili temperaturni gradijent. Prema vrsti, difuzija se dijeli na slobodno i prisilno. Prisilno nastaje pod utjecajem vanjskih sila. Ovisno o njihovoj vrsti, prisilna difuzija se definira kao termo, elektro, bar i uspon.

Difuzija je naširoko koristi u inženjerstvu. Jedan od najvažnijih primjera je difuzijsko zavarivanje. Bit ove tehnologije je jednostavna: spojite dva različita tijela (neka budu dva metala), a potom ih podvrgnu pritisku i temperaturi. Potonji je manji od tališta tvari.

Rezultat je mješavina dva različita materijala. Takva se tehnologija naširoko koristi u instrumentima i elektroničku industriju, pri izradi velikih detalja teškog oblika, u eksperimentalnoj i maloj proizvodnji. Takav zavarivanje se može provesti pod različitim uvjetima, do vakuumskih uvjeta, a sve se određuju posebnim zahtjevima koji su nametnuti gotovom proizvodu.

Druga, ne manje uobičajena upotreba fenomena difuzije je njezina upotreba za proizvodnju poluvodičkih struktura. Jedna od tehnologija za stvaranje pn žarištima temelji se na fenomenu interpenetracije. Pod utjecajem visokih temperatura, približava se talište, u kristalnoj strukturi dobiju se regije željene koncentracije nečistoća.

Razmatranje koncepta "difuzijskog koeficijenta" omogućilo je provjeru iznimno širokog raspona fenomena međusobnog prožimanja supstanci u prirodi, kao iu različitim inačicama uporabe u inženjerstvu.