Pagrindinis skirtumas tarp Knudseno ir molekulinės difuzijos yra tas, kad Knudseno difuzija apima dujų molekulių susidūrimą su porų sienelėmis, o molekulinė difuzija apima molekulių judėjimą iš vienos sistemos į kitą pagal koncentracijos gradientą.
Difuzija reiškia molekulių (ypač dujų molekulių) judėjimą sistemoje. Šį procesą galima rasti dviejų tipų: Knudseno difuzija ir molekulinė difuzija.
Kas yra Knudseno difuzija?
Knudsen difuzija yra difuzija, kuri atsiranda, kai sistemos mastelio ilgis yra panašus į vidutinį laisvą dalyvaujančios dalelės kelią arba mažesnis už jį. Šis terminas daugiausia naudojamas fizikoje ir chemijoje ir buvo pavadintas mokslininko Martino Knudseno vardu.
Atsižvelgiant į dujų molekulių judėjimą (konkrečiau, difuziją) per labai mažas kapiliarines poras, jei vidutinis laisvas difunduojančių dujų molekulių kelias yra didesnis nei porų skersmuo, tai reiškia tų dujų tankį. yra labai mažas, o dujų molekulės linkusios susidurti su porų sienelėmis, palyginti su susidūrimais tarp molekulių. Šis procesas vadinamas Knudseno difuzija arba Knudseno srautu.
01 pav.: Molekulė cilindro poroje Knudseno difuzijos metu
Be to, galime apibrėžti Knudseno skaičių, kuris yra geras santykinės Knudseno sklaidos reikšmės matas. Jei šis skaičius yra didesnis nei 1, tai reiškia, kad Knudsen difuzija yra svarbi tai sistemai. Praktiškai šis skaičius taikomas tik dujoms. Taip yra todėl, kad vidutinis laisvas molekulių kelias skystoje arba kietoje būsenoje yra labai mažas.
Kas yra molekulinė difuzija?
Difuzija – tai molekulių judėjimas iš didelės koncentracijos srities į mažą koncentraciją, naudojant koncentracijos gradientą. Šie judesiai vyksta tame pačiame tirpale. Veiksniai, turintys įtakos koncentracijos gradientui, taip pat turi įtakos difuzijai.
Šis judėjimas baigiamas, kai abiejų sričių koncentracijos tampa vienodos kiekviename taške. Tai reiškia, kad šis judėjimas vyksta tol, kol išnyksta koncentracijos gradientas. Tada molekulės pasklinda visur tirpalo viduje.
02 pav.: Jonų difuzija tarp dviejų sistemų
Molekulių judėjimo greitis difuzijos metu priklauso nuo temperatūros, dujų (arba skysčio) klampumo ir dalelių dydžio. Paprastai molekulinė difuzija apibūdina grynąjį molekulių srautą nuo didelės koncentracijos srities iki mažos koncentracijos. Atsižvelgiant į dvi sistemas, A1 ir A2, kurios yra toje pačioje temperatūroje ir gali keistis molekulėmis tarp jų, potencialios energijos pasikeitimas bet kurioje iš šių sistemų gali sukelti energijos srautą iš vienos sistemos į kitą (iš A1 į A2 arba atvirkščiai), nes bet kuri sistema natūraliai teikia pirmenybę mažos energijos ir didelės entropijos būsenoms. Taip sukuriama molekulinės difuzijos būsena.
Kuo skiriasi Knudsen ir molekulinė difuzija?
Yra dviejų tipų difuzija: Knudseno difuzija ir molekulinė difuzija. Pagrindinis skirtumas tarp Knudseno ir molekulinės difuzijos yra tas, kad Knudseno difuzija apima dujų molekulių susidūrimą su porų sienelėmis, o molekulinė difuzija apima molekulių judėjimą iš vienos sistemos į kitą pagal koncentracijos gradientą.
Santrauka – Knudsen vs molekulinė difuzija
Yra dviejų tipų difuzija: Knudseno difuzija ir molekulinė difuzija. Pagrindinis skirtumas tarp Knudseno ir molekulinės difuzijos yra tas, kad Knudseno difuzija apima dujų molekulių susidūrimą su porų sienelėmis, o molekulinė difuzija apima molekulių judėjimą iš vienos sistemos į kitą pagal koncentracijos gradientą.
