PROII 如何查看分子扩散系数

分子扩散系数的介绍

表征物质分子扩散能力的物理量，受系统的温度、压力和混合物中组分浓度的影响。根据斐克定律，组分A在组分B中的分子扩散系数，其值等于该物质在单位时间内、单位浓度梯度作用下、经单位面积沿扩散方向传递的物质量。组分在气体中分子扩散系数约10的（-5）次～10的（-4）次平方米/s，在液体中约为10的（-9）次～10的（-10）次平方米/s,在固体中约为10的（-9）次～10的（-14）次平方米/s。分子扩散系数的准确数值是通过实验测定的。气体和液体中的分子扩散系数，也用一些半经验公式估算。

分子扩散速度怎么求

D=扩散速率(m2/s)。分子扩散系数公式是：D=扩散速率(m2/s)；CA=A物质于界面间的饱和浓度(kmol/m3)；L=质传有效距离(mm)、CBm=蒸气的对数平均莫耳浓度(kmol/m3)；CT=总莫耳浓度=CA+CBm(kmol/m3)扩散系数可分为自扩散系数、互扩散系数及内扩散系数。

materials studio 模拟扩散系数有几种方法

Materials Studio 案例 2： ： 水分子在 1atm，298K 下的径向分布和扩散系数计算 目的：用 Materials Studio（MS）软件模拟计算 1atm ，25℃下，500 个水分子无定形体系的 目的 径向分布函数和扩散系数。 模块：Amorphous cell, Discover 模块 简介：径向分布函数 g(r)：以流体系统中一个分子为目标分子，与其中心距离由 r → dr 间 简介 的分子数目为 dN ，则 g ( r ) = dN 可理解为区域密度与平均密度的比。 ρ 4π r 2 dr 分子扩散系数：在一个不流动的环境中，若某组分在空间各位置点上的浓度不

分子扩散

在大多数地质问题中，人们不得不处理小分子的扩散。这些小分子可能是中性物质，如N₂、O₂、CO₂和H₂S或离子物质，如Ca²⁺、

、H⁺、OH^-及其他许多离子。所有这些小分子的扩散均在10^-5cm²·s^-1的数量级上。表3.1列出了温度在0～25℃之间范围内不同离子的分子扩散系数，从表中可以看出，随温度的升高扩散系数增大。H⁺和OH^-的扩散系数比其他离子高5～10倍，而有些金属离子却比平均值低2倍左右（Li＆Grego-ry，1974）。

因此，如果CaCl₂溶解于水中，根据表3.1可知，Cl^-将比Ca²⁺更快地进入溶液。然而，如果真发生这一情况，那么，将发生电荷的分离。这势必产生电场阻碍Cl^-的运动、加强Ca²⁺的移动性，以保持溶液的电中性。所以两离子的扩散被捆绑在一起。它可用相同的扩散系数（即两者的平均值）进行刻画。

对于二元电解液（A^+Z+）V⁺（B^-Z-）V^-（Z±表示离子电荷，V±表示某化学计量系数），共同的扩散系数为

岩溶作用动力学与环境

此公式首先是由Nernst获得的，一些标准的教科书，如Jordan（1979）对它进行了推导。应指出的是扩散系数还取决于离子的浓度。然而在实际的地下水中，离子浓度的影响很小，可以忽略不计。对于液相溶液中的气体，扩散常数在1×10^-5～2×10^-5cm²·s^-1之间（Lerman，1979）。

表3.1 岩溶水中各组分的分子扩散系数（10^-6cm²·s^-1）

①据Landolt-Boernstein，1969；其他据Li＆Gregory，1974。

扩散系数的扩散系数

物质的分子扩散系数表示它的扩散能力，是物质的物理性质之一。根据菲克定律，扩散系数是沿扩散方向，在单位时间每单位浓度梯度的条件下，垂直通过单位面积所扩散某物质的质量或摩尔数，即可以看出，质量扩散系数D和动量扩散系数ν及热量扩散系数α具有相同的单位（m2/s）或（cm2/s），扩散系数的大小主要取决于扩散物质和扩散介质的种类及其温度和压力。质扩散系数一般要由实验测定。某些气体与气体之间和气体在液体中扩散系数的典型值如表2-1所示。
其中，液相质扩散，如气体吸收，溶剂革取以及蒸馏操作等的D比气相质扩散的D低一个数量级以上，这是由于液体中分子间的作用力强烈地束缚了分子活动的自由程，分子移动的自由度缩小的缘故。
二元混合气体作为理想气体用分子动力理论可以得出D～p-1T3/2的关系。不同物质之间的分子扩散系数是通过实验来测定的。表2-2列举了在压强p0=1.013×105Pa、温度T0=273K时各种气体在空气中的扩散系数D0,在其它p、T状态下的扩散系数可用下式换算
两种气体A与B之间的分子扩散系数可用吉利兰（Gilliland)提出的半经验公式估算
(2-22)
式中,T:热力学温度,K;p:总压强,Pa;μA、μB:气体A、B的分子量;VA、VB:气体A、B在正常沸点时液态克摩尔容积,cm3/gmol。几种常见气体的液态克摩尔容积可以查表2-3。
按式（2-22），扩散系数D与气体的浓度无直接关系，它随气体温度的升高及总压强的下降而加大。这可以用气体的分子运动论来解释。随着气体温度升高，气体分子的平均运动动能增大，故扩散加快，而随着气体压强的升高，分子间的平均自由行程减小，故扩散就减弱。当然，按状态方程，浓度与压力、温度是相互关联的，所以质扩散系数与浓度是有关的，就象导热系数与温度有关一样。式（2-22)中D的单位是cm2/s，它和动量扩散系数ν=μ/ρ以及热扩散系数α=λ/cpρ的单位相同，在计算质扩散通量或摩尔扩散通量时,D的单位要换算为m2/s。
分子扩散传质不只是在气相和液相内进行，同样可在固相内存在，如渗碳炼钢、材料的提纯等等。在固相中的质扩散系数比在液相中还将低大约一个数量级，这可用分子力场对过程的影响更大，使分子移动的自由度更小作为合理的定性解释。
二元混合液体的扩散系数以及气-固、液-固之间的扩散系数，比气之间的扩散系数要复杂得多，只有用实验来确定。