Коэффициент диффузии

---

Коэффицие́нт диффу́зии — количественная характеристика скорости диффузии, равная количеству вещества (в массовых единицах), проходящего в единицу времени через участок единичной площади (например, 1 м²) в результате теплового движения молекул при градиенте концентрации, равном единице (соответствующем изменению 1 моль/л → 0 моль/л на единицу длины). Коэффициент диффузии определяется свойствами среды и типом диффундирующих частиц. Обозначается буквой ${\displaystyle D}$, в SI измеряется в м²/c.

Коэффициент диффузии фигурирует в выражении первого закона Фика, связывающего градиент концентрации вещества [моль/м³/м] и диффузионный поток [моль/м²/c]. В одномерной системе связь выглядит как

где ${\displaystyle D}$ — коэффициент диффузии [м²/с]; ${\displaystyle E_{a}}$ — энергия активации для диффузии [Дж/моль]; ${\displaystyle R}$ — универсальная газовая постоянная [Дж/(моль⋅K)]; ${\displaystyle T}$ — температура [K].

Приближенная зависимость коэффициента диффузии от температуры в жидкостях при отсутствии турбулентности можно найти с помощью уравнения Стокса-Эйнштейна, по формуле:

Зависимость коэффициента диффузии от температуры для газов при отсутствии турбулентности может быть выражена с помощью теории Чепмена-Энскога (с точностью в среднем около 8%) по формуле:

Значения коэффициента диффузии специфичны для каждой пары материалов, то есть для диффузии такого-то вещества в среде из такого-то.

---