Samarqand davlat universiteti raqamli-texnologiyalar fakulteti

2. Fik qonuni. Diffuziya koeffitsienti, diffuziya koefitsientiga ta’sir etuvchi omillar
Fikning birinchi qonuni.Yuqorida aytib o'tilganidek, moddalarning o'tishi ikki yo'l bilan sodir bo'ladi: molekulyar diffuziya va konvektiv diffuziya. Ushbu bo'limda biz konsentratsiyali molekulyar diffuziya bilan shug'ullanamiz.
Har qanday komponentni tashkil etuvchi zarralar real sharoitda (T > 0 K haroratda) harakatda bo'ladi. Ushbu zarralar harakat jarayonida ushbu komponentning boshqa zarralari va boshqa komponentlar bilan to'qnashadi. Ko'rib chiqilayotgan komponent zarrachalarining harakati, to'qnashuvi natijasi ularning ushbu zarrachalar soni, konsentratsiyasi kamroq bo'lgan yo'nalishda siljishi bo'ladi. Shu tarzda harakatlanadigan moddaning miqdori va uning kontsentratsiya maydoni o'rtasidagi bog'liqlik Fikning birinchi qonuni bilan belgilanadi: izokontsentratsiya yuzasidan o'tadigan ma'lum komponentning massa miqdori uning kontsentratsiya gradienti, izokontsentratsiya maydoniga proportsionaldir. sirt, va jarayonning davomiyligi, ya'ni

bu erda - molekulyar diffuziya koeffitsienti.
Agar molekulyar diffuziya koeffitsienti va kontsentratsiya gradienti izokontsentratsiya yuzasi va vaqt davomida o'zgarib tursa, (3.1) tenglamani quyidagicha yozish mumkin:

(3.1) va (3.2) tenglamalar Fikning birinchi qonunining matematik formulasidir. (3.1) va (3.2) tenglamalardagi minus belgisi massa miqdori konsentratsiya gradienti yo'nalishidan teskari yo'nalishda yo'naltirilganligini ko'rsatadi.
Massa oqimi va massa oqimi zichligi uchun Fikning birinchi qonuni quyidagicha yoziladi:

(3.3) tenglama molekulyar diffuziya koeffitsienti va konsentratsiya gradienti izokontsentratsiya yuzasi bo'ylab doimiy bo'lgan holat uchun yoziladi. Agar bu shartlar bajarilmasa, massa oqimining ifodasi quyidagicha yoziladi:

yoki differentsial shaklda

Fikning birinchi qonunini nazariy asoslashga bagʻishlangan analitik hisoblar [3] da keltirilgan.