Coeficientul de difuzie este unde și cât de mult

Vara! Soarele, căldura, mirosul de iarbă proaspăt tăiată în aer. Iarba este la fel de departe de aici, iar mirosul este simțit. Aceasta este fizica, un fenomen similar se numește difuzie. Și este definită ca o penetrare a particulelor de substanțe învecinate. De exemplu, ca și acum, iarba atinge aerul, iar mirosul de la iarbă se împrăștie departe de locul de cosit. Un proces caracterizat printr-un proces similar este de obicei la fel de mare ca și coeficientul de difuzie.

Putem spune că tot ceea ce se întâmplă în jurul nostru este în mare parte legat de procesele de interpenetare. Datorită acestui fenomen, chiar trăim. Și ce e atât de surprinzător? Pătrunderea oxigenului sau a nutrienților în sânge - aceasta este difuzia cea mai reală, o substanță pătrunde în alta. Difuzarea în natură este mult mai amplă decât pare. Un astfel de fenomen nu este ceva exotic, ci, dimpotrivă, este reprezentat pe scară largă în lumea înconjurătoare. Chiar și faptul că aerul expirat nu se acumulează în jurul său, ci se diluează în spațiu este, de asemenea, cauzat de difuzie.

Pot exista interpenetare într-o varietate de corpuri - lichide, gazoase, solide. Cauza sa este mișcarea haotică a moleculelor de materie. Apropo, un astfel de fenomen ca difuzia este considerat unul dintre factorii care îl susțin în teoria moleculare-cinetică. Deci, revenind la starea agregată a corpului: rata de penetrare a unei substanțe depinde de ea stare agregată și de la o valoare cum ar fi coeficientul de difuzie.

Ce este acest concept misterios? Așa numita caracteristică cantitativă a ratei de transfer de substanțe moleculare în orice alt. Coeficientul de difuzie, care este destul de formulă specifică, permite o evaluare a cantității de substanță a trecut prin unitatea de suprafață (metru pătrat) pe unitatea de timp (a doua).

În practică, sa stabilit că în gazele reciproce penetrarea reciprocă are loc la cea mai mare rată, în timp ce în solide rata de penetrare este minimă. Coeficientul de difuzie este influențat de temperatura corpului și concentrația reciprocă a substanțelor din apropiere. Cu o temperatură în creștere, rata de interpenetare crește, cu creșterea concentrației de materie.

Astfel, fenomenul de interpenetare se datorează așa-numitului gradient de concentrație sau gradient de temperatură. Pe tip, difuzia este împărțită în liberă și forțată. Forțată apare sub influența forțelor externe. În funcție de tipul lor, difuzia forțată este definită ca termo-, electro-, baro- și ascendentă.

Difuzia este utilizată pe scară largă în inginerie. Unul dintre exemplele cele mai tipice este sudura prin difuzie. Esența acestei tehnologii este simplă: conectați două corpuri diferite (permiteți-le să fie două metale), apoi supuneți-le presiunii și temperaturii. Acesta din urmă are o mărime mai mică decât punctul de topire al substanțelor.

Rezultatul este un amestec de două materiale diferite. O astfel de tehnologie este folosită pe scară largă în elaborarea instrumentelor și industria electronică, la fabricarea detaliilor de dimensiuni mari ale formei dificile, în fabricarea experimentală și la scară mică. Astfel de sudare poate fi efectuată în condiții diferite, până la condițiile de vid, toate determinate de cerințele specifice impuse produsului finit.

O altă utilizare a fenomenului de difuzie, nu mai puțin frecventă, este utilizarea sa pentru producerea de structuri semiconductoare. Una dintre tehnologiile pentru crearea joncțiunilor pn se bazează pe fenomenul de interpenetare. Sub influența temperaturilor ridicate, se apropie punctul de topire, în structura cristalină, se obțin regiuni cu concentrația de impuritate dorită.

Considerația conceptului de "coeficient de difuzie" a făcut posibilă verificarea extinderii extrem de largi a fenomenului de interpenetare a substanțelor în natură, precum și în diferite variante ale utilizării sale în inginerie.