معامل الانتشار ودرجة الحرارة: العلاقة والتأثيرات:


يجب أن نعرف كل شيء عن موضوع "معامل الانتشار ودرجة الحرارة". في هذه المقالة سوف نشرح بإيجاز العلاقات والعديد من التأثيرات المرتبطة بمعامل الانتشار ودرجة الحرارة.

معامل الانتشار هو ثابت للكمية الفيزيائية ويعتمد على درجة حرارة وحجم الجزيئات. يمكن تفسير معامل الانتشار على أنه الوقت الأقل الذي يستغرقه انتشار مادة معينة إلى مادة أخرى ويمكن تفسير درجة الحرارة على أنها كمية البرودة أو السخونة للمادة الفيزيائية.

معامل الإنتشار:

يمكن وصف مصطلح معامل الانتشار بأنه ، عامل تناسب المعلمات وهو ثابت بين التدفق المولي عن طريق انتشار الجزيئي والتدرج للانتشار أو القوة الدافعة.

معامل الانتشار ودرجة الحرارة
معامل الانتشار ودرجة الحرارة
معامل الإنتشار
معامل الإنتشار
حقوق الصورة - ويكيبيديا

يمكن تحديد معامل الانتشار باستخدام هذه الصيغة ،

د = د0eEA/ KT

مصطلح آخر لمعامل الانتشار هو انتشارية. في النظام الدولي للوحدات ، تكون وحدة معامل الانتشار هي متر مربع / ثانية. معامل الانتشار هو كمية مادية تظل ثابتة. يعتمد العامل الثابت الفيزيائي على بعض الخصائص الفيزيائية مثل الضغط ودرجة الحرارة والمواد المنتشرة وحجم الجزيئات.

درجة الحرارة:

الكمية المادية التي يمكن أن تكون تُوصف بأنها درجة مادة يمكن أن تبقى في حالة ساخنة أو باردة. في كل مادة درجة حرارة موجودة. هذه الكمية الفيزيائية هي جزء من الطاقة الحرارية التي تنتج بمساعدة الحرارة. يجب أن نتذكر دائمًا اختلاف الحرارة ودرجة الحرارة.

الرمز الشائع الذي يستخدم لتحديد درجة الحرارة هو T. وحدة درجة الحرارة في النظام الدولي للوحدات هي كلفن في طريقة أخرى ، يتم استخدام الكثير من الوحدات مثل درجة مئوية ودرجة فهرنهايت ودرجة رانكين ودرجة كلفن. بمساعدة مقياس درجة الحرارة يتم قياسها.

درجة الحرارة
درجة الحرارة
حقوق الصورة - ويكيبيديا كومنز

علاقة معامل الانتشار ودرجة الحرارة:

XNUMX. من قائمة قانون فيك مفهوم واضح يمكننا اكتسابه حول معامل الانتشار أو الانتشار. معامل الانتشار هو ثابت للكمية الفيزيائية التي تعتمد على درجة الحرارة.

يتناسب معامل الانتشار وعلاقة درجة الحرارة بشكل مباشر مع بعضهما البعض إذا زاد معامل الانتشار ، فإن درجة الحرارة تزداد أيضًا تدريجيًا وكذلك إذا انخفضت قيمة معامل الانتشار ، تنخفض درجة الحرارة أيضًا.

مزيد من المعلومات حول الانتشار الحراري: كلها حقائق مهمة وأسئلة شائعة

بالنسبة للمواد المختلفة ، يمكن تقدير معامل الانتشار من معادلات مختلفة. يمكن تقدير انتشار المعامل في ثلاث حالات ،

صلب:

يمكن تقدير قيمة معامل الانتشار للمادة الصلبة من معادلة ارهينيوس.

رياضيا يمكن اشتقاقها

د = د0إكسب - (E.a/ RT)

أين،

D = معامل انتشار المادة الصلبة ووحدتها متر مربع في الثانية

D0= أكبر قيمة لمعامل الانتشار عند درجة حرارة غير محدودة ووحدتها متر مربع في الثانية

Ea= الطاقة اللازمة لتفعيل معامل الانتشار يمكن التعبير عنها بالجول لكل مول

R = ثابت الغاز العالمي وقيمته 8.314 جول لكل مول-كلفن

T = درجة الحرارة المطلقة ويُعبر عنها بالكلفن

السائل:

يمكن تقدير قيمة معامل الانتشار للمادة السائلة من معادلة ستوكس - آينشتاين.

رياضيا يمكن اشتقاقها

DT1/ دT2 = ر1/T2 س μT2/ μT1

أين،

D = معامل انتشار المادة السائلة ووحدتها متر مربع في الثانية

T1 = درجة الحرارة الأولية المطلقة معبرًا عنها بالكلفن

T2 = نهائي درجة الحرارة المطلقة المعبر عنها بالكلفن

μ = اللزوجة الديناميكية لمذيب سائل باسكال ثانية

الغاز:

يمكن تقدير قيمة معامل الانتشار للمادة الغازية من نظرية تشابمان - Enskong.

رياضيا يمكن اشتقاقها

أين،

D = معامل الانتشار لمادة الغازات التي يمكن التعبير عنها بالسنتيمتر المربع في الثانية

أ = المعامل التجريبي ما هي القيمة

T = درجة الحرارة المطلقة لأي وحدة هي كلفن

M = الكتلة المولية التي يتم التعبير عنها بالجرام لكل مول

P = الضغط الذي يتم التعبير عنه في صورة أجهزة الصراف الآلي

Ω = درجة حرارة معامل انتشار المادة الصلبة التي تعتمد على تكامل الاصطدام

σ12= متوسط ​​قطر الاصطدام لـ 1/2 (1 + σ2)

يتراوح معامل الانتشار الخاص بنطاق مادة غازية بين 10-6 إلى 10-4 متر مربع في الثانية. على النقيض من ذلك ، فإن انتشار المعامل في المادة السائلة بطيء للغاية. في مادة سائلة مائي معامل الإنتشار تتراوح بين 10-9 إلى 10-8 متر مربع في الثانية.

منحنى درجة حرارة معامل الانتشار:

في هذا القسم ، يتم رسم منحنى درجة حرارة الانتشار ومن هذا المنحنى يمكننا بسهولة فهم العلاقة بين معامل الانتشار ودرجة الحرارة وكيف يعمل.

ويرد أدناه الرسم البياني لمعامل الانتشار ،

معامل الانتشار ودرجة الحرارة
درجة حرارة معامل الانتشار منحنى

جدول معامل الانتشار:

يوفر معامل الانتشار ثابت فيزيائي التي تعتمد على الخصائص الفيزيائية فيما بينها درجة الحرارة هي الخاصية الأكثر شيوعًا.

معامل الانتشار هو ثابت فيزيائي يتم تجريبه بشكل شائع وبعد ذلك يتم تقديمه كجدول. يتم عرض معامل جدول الانتشار للسائل والغاز والمادة الصلبة في الجدول أدناه.

جدول معامل الانتشار
جدول معامل الانتشار

أسئلة متكررة:

السؤال رقم 1. ناقش العوامل التي تتأثر معامل الانتشار.

الحل: معامل الكمية الفيزيائية الثابت للانتشار المتأثر ببعض الخواص الفيزيائية التي تسبب بشكل رئيسي معدل التدفق في معامل الانتشار.

يتم مناقشة العوامل بإيجاز في القسم أدناه ،

  1. درجة الحرارة
  2. الضغط
  3. الحجم الجزيئي لمادة الانتشار
  4. مساحة السطح
  5. لزوجة المذيب السائل

درجة الحرارة:

جزيء من مادة إذا تحرك بحركة سريعة ، يمكن أن تمتلك الطاقة الحركية. في تلك اللحظة في النظام ، يتم تلخيص درجة حرارة الخاصية الفيزيائية ثم يختلط جزيء المادة بسرعة كبيرة بسبب وجود الطاقة الحركية التي يختبرها كل جزيء آخر من المادة.

معدل درجة الحرارة إذا زادت ، فإن معدل معامل الانتشار يزداد أيضًا وإذا كان معدل درجة الحرارة في حالة الوفاة ، فإن معدل معامل الانتشار ينخفض ​​أيضًا. درجة الحرارة و معامل الإنتشار يتناسب طرديا مع بعضها البعض.

الضغط:

بشكل عام ، يؤثر ضغط العامل على معامل الانتشار في مادة الغازات. في هذه الحالة عندما يزداد الضغط الداخلي تدريجيًا ، تقترب الجزيئات الحالية بشدة ويزداد معدل الانتشار.

الضغط
الضغط
حقوق الصورة - ويكيبيديا

مزيد من المعلومات حول وعاء الضغط: إنها حقائق مهمة وتطبيقات أكثر من 10

يزداد معدل الضغط ، ثم يزداد معدل معامل الانتشار أيضًا ، وإذا كان معدل الضغط في حالة وفاة ، فإن معدل معامل الانتشار ينخفض ​​أيضًا. درجة الحرارة و معامل الإنتشار يتناسب طرديا مع بعضها البعض.

مزيد من المعلومات حول تصميم وعاء الضغط: إنها حقائق مهمة و 5 معلمات

حجم الجزيء لمادة الانتشار:

يعد حجم جزيء مادة الانتشار أحد أكثر العوامل شيوعًا وحيويًا لمعامل الانتشار. تكون حركة الجزيء الثقيل في نظام الانتشار بطيئة جدًا من الجزيء الأخف. لذا ، فإن عملية الانتشار تعتمد على الجزيئات.

يزداد معدل حجم جزيء نظام الانتشار ثم ينخفض ​​معدل معامل الانتشار وإذا زاد معدل حجم جزيء نظام الانتشار ، ينخفض ​​معدل معامل الانتشار. يتناسب حجم جزيء نظام الانتشار ومعامل الانتشار بشكل غير مباشر مع بعضهما البعض.           

مساحة السطح:

في الحجم الكبير من مساحة السطح ، يزداد معدل حركة معامل الانتشار وستصبح السرعة أيضًا أسرع.

لزوجة المذيب السائل:

إذا كانت اللزوجة الموجودة في نظام الانتشار سميكة جدًا ، فإن معدل معامل الانتشار يصبح أقل لأنه في الوسط السميك يستغرق الجزيء وقتًا للمذيب.

يزداد معدل لزوجة المذيب السائل لنظام الانتشار ثم ينخفض ​​معدل معامل الانتشار وإذا زاد معدل لزوجة المذيب السائل لنظام الانتشار ، ينخفض ​​معدل معامل الانتشار. يتناسب حجم جزيء نظام الانتشار ومعامل الانتشار بشكل غير مباشر مع بعضهما البعض.

إندراني بانيرجي

مرحباً .. أنا إندراني بانيرجي. أكملت درجة البكالوريوس في الهندسة الميكانيكية. أنا شخص متحمس وأنا شخص إيجابي حول كل جانب من جوانب الحياة. أحب قراءة الكتب والاستماع إلى الموسيقى. دعنا نتواصل من خلال LinkedIn-https: //www.linkedin.com/in/indrani-banerjee-2487b4214

آخر المقالات