扩散率

更新时间:2022-08-25 13:10

扩散率是一种扩散速率,是粒子或热量或流体传播速度的量度。扩散率的大小与介质间的浓度差或能量差有关,它表示物质中各特性趋于均匀一致的能力。对于不同的媒介,其扩散率的测量方法不同。

简介

扩散率指物质浓度或温度分布不均匀的情况下,粒子、热量自发进行扩散使系统达到均匀稳定的能力。

扩散率按照描述的对象不同可细分为以下几种:

热量的扩散: 热扩散率

质量的扩散: 分子扩散率

粘度: 动量扩散率

磁场的扩散: 磁扩散率

热扩散率

在传热分析中,热扩散系数是热导率除以密度和定压比热容的结果。它表示一种材料的热量从热端到冷端传递的速率。它的SI单位为m2/ s。热扩散率通常是表示α表示,但是也可使用a、κ、K和D。热扩散率公式为:

其中:

k为热传导率(W/m·K)

为密度(kg/m3)

为比热容(J/kg·K)

可以被描述为体积热容(J/(m3·K))

计算热扩散率的方法是对温度的曲线进行对时间微分,在温度曲线凹凸性平滑的地方对其进行量化。从某种意义上说,温度扩散率是热惯性的度量。在热扩散率高的物质中,热量传递非常迅速,因为相对于它的体积比热容和“热体积”来说,它的传热能力更强。

热扩散率通常用闪光法来测量。包括在一端加热一个带短能量脉冲的带或圆柱形样品,分析短距离中的温度变化(脉冲振幅和相位的变化)。

分子扩散率

扩散系数或扩散系数是由于分子扩散和物质浓度梯度(或扩散驱动力)的摩尔通量之间的比例常数。在菲克定律和许多其他物理化学方程式中都用到了扩散系数。扩散率越高(一种物质与另一种物质的相互作用),就越快扩散到彼此。通常情况下,化合物的扩散系数大约为空气或水中扩散率的一万倍左右,空气中二氧化碳的扩散系数为16 mm2 / s,在水中扩散系数为0.0016 mm2/ s 。

扩散系数的SI 单位为 m2 / s 。在 CGS 单位作 cm2 / s。

1个标准大气压下,各物质扩散系数如下表:

磁扩散率

磁扩散率是等离子物理中的参数,出现在雷诺数方程中,它的SI单位为 m2/s

磁扩散率的定义为

其中 为自由空间磁导率, 为有问题材料的电导率。等离子体中由库仑力或中性碰撞产生的传导率为:

是的电子密度。

e是电子电荷。

是电子质量。

是碰撞频率。

免责声明
隐私政策
用户协议
目录 22
0{{catalogNumber[index]}}. {{item.title}}
{{item.title}}