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1、 扩散现象的宏观规律扩散现象的宏观规律 自扩散与互扩散自扩散与互扩散 菲克定律菲克定律 当物质中粒子数密度不均匀时，由于分子的热运当物质中粒子数密度不均匀时，由于分子的热运动使粒子从数密度高的地方迁移到数密度低的地方动使粒子从数密度高的地方迁移到数密度低的地方的现象称为扩散。的现象称为扩散。 动画演示中的扩散是互扩散。动画演示中的扩散是互扩散。xxSAB*1n2nN12nn 菲克定律菲克定律18551855年法国生理学家菲克提出了描述扩散规律的基本年法国生理学家菲克提出了描述扩散规律的基本公式公式菲克定律。菲克定律。 菲克定律认为在一维（如菲克定律认为在一维（如x x) )方向上的扩散粒子流方
2、向上的扩散粒子流 d dN N/d/dt t 与粒子数密度与粒子数密度梯度梯度d dn n/d/dz z 及横截面积及横截面积A A成正比。成正比。 其比例系数其比例系数 D D 称为扩散系数称为扩散系数，单位为，单位为m m2 2/s/s。式中。式中负号表示粒子向粒子数密度减少的方向扩散。负号表示粒子向粒子数密度减少的方向扩散。AznDtNdddd菲克定律菲克定律 但是但是, ,在压强很低时的气体的扩散与常压下气体的扩在压强很低时的气体的扩散与常压下气体的扩散完全不同散完全不同, ,称为克努曾扩散或称为分子扩散。气体透称为克努曾扩散或称为分子扩散。气体透过小孔的泻流就属于分子扩散。过小孔的泻
3、流就属于分子扩散。 AzDtMdd 这是单位时间内气体扩散的总质量这是单位时间内气体扩散的总质量 M M / / t t 与密度梯与密度梯度度 d d / / d dz z 之间的关系。之间的关系。 菲克定律也可用于互扩散。菲克定律也可用于互扩散。 ( (三三) )气体扩散的微观机理气体扩散的微观机理 扩散是在存在同种粒子的粒子数密度空间不均匀性扩散是在存在同种粒子的粒子数密度空间不均匀性的情况下，由于分子热运动所产生的宏观的情况下，由于分子热运动所产生的宏观粒子迁移或粒子迁移或质量迁移。质量迁移。 应把扩散与流体由于空间压强不均匀所产生的流体流应把扩散与流体由于空间压强不均匀所产生的流体流动区别开来动区别开来。 后者是由成团粒子整体定向运动所产生。后者是由成团粒子整体定向运动所产生。 以上讨论的都是气体的扩散机理，至于液体与固体，以上讨论的都是气体的扩散机理，至于液体与固体，由于微观结构不同，其扩散机理也各不相同由于微观结构不同，其扩散机理也各不相同。