Diffuziya

Vikipediya, açıq ensiklopediya
Keçid et: naviqasiya, axtar


Diffuziya — (latın sözü olub "diffusio"-yayılma, axıb getmə deməkdir )maddə hissəciklərinin istilik hərəkəti nəticəsində əlaqəli, toxunan cisimlərin bir-birinə qarşılıqlı nüfuz etməsidir. Diffuziya maddənin konsentrasiyasının azalması istiqamətində baş verir və tutduğu həcmdə onun bərabər paylanmasına (kimyəvi potensialın bərabərləşməsinə) gətirib çıxarır. Diffuziya qazlarda, mayelərdə və bərk cisimlərdə mövcuddur. Onlardakı yad maddə hissəcikləri də diffuziya edə bilər, özlərinin məxsusi hissəcikləri də öz-özünə diffuziya edə bilər. Qaz və ya mayedə iri hissəciklərin (Məsələn, tüstü və ya suspenziya hissəciklərinin)diffuziyası onların Broun hərəkəti sayəsində baş verir.

Broun hərəkəti - mayelərdə (və ya qazlarda) asılı halda olan kiçik ”yad” hissəciklərin nizamlı hərəkətidir .İlk dəfə bu hadisəni ingilis botaniki R.Broun 1827-ci ildə müşahidə etmişdi. Broun hissəciyinin yerdəyişməsinin kvadratının orta qiyməti mütləq temperatur və zamanla düz mütənasib olub broun hissəciyinin ölçüsündən və məhlulun özülülüyündən asılıdır. Broun hərəkəti də maddələrin atom və molekullardan təşkil olunduğunu təsdiq edən hadisələrdəndir.

Ən sürətli diffuziya qazlarda, bir qədər yavaş-mayelərdə, daha yavaş isə bərc cisimlərdə baş verir ki, bu da həmin mühitlərdə hissəciklərin istilik hərəkətinin xarakteri ilə əlaqəlidir. Qazın hər bir hissəciyinin hərəkət trayektoriyası sınıq xəttdir, çünki toqquşmlar nəticəsində istilik istiqamətini və hərəkət sürətini dəyişir. Ona görə də diffuzion nüfuzetmə sərbəst hərəkətdən çox yavaşdır.Hissəciyin yerdəyişməsiLzamana görə təsadüfi dəyişir, lanin onun orta qiymətinin kvadratı toqquşmaların sayının çoxluğuna görə zamanla t münatənasib artır. Mayelərdə molekulların istilik hərəkətinin xarakterinə uyğun olaraq diffuziya molekulların bir dayanıqlı haldan digərinə sıçrayışı ilə həyata keçir. Hər bir sıçrayışda molekula qonşu molekullarla əlaqəni qırmaq və digər molekulların əhatəsini keçmək (yəni əlverişli vəziyyətə) üçün enerji verilməsi ilə baş verir. Belə tullanma (sıçrayış) zamanı orta yerdəyişmə molekullararası məsafədən artıq olmur. Hissəciyin mayedə diffuziya hərəkətinə sürtünmə hərəkəti kimi baxmaq olar, ona Enşteyinin ikinci münasibəti tətbiq oluna bilər: D~ukT . Burada u-sürtünməli stasionar hərəkət zamanı diffuziya edən hissəciklərin yürüklüyü, yəni hissəciyin c sürəti və hərəkətverici F qüvvəsi arasında müntənasiblik əmsalıdır. Bərk cisimlərdə diffuziyanın bir neçə mexanizmi fəaliyyət göstərə bilər: vakansiyalı (kristallik qəfəsin tutulmayan düyünləri) atomların yerdəyişmə mübadiləsi düyünlərararası atomların yerdəyişməsi, bir neçə atomun eyni vaxtda istilik yerdəyişməsi,iki qonşu atomun düz mübadilə ilə yerdəyişməsi və s. Birinci mexanizmi əvəzolma, ikinci isə nüfuzetmə -bərk məhlulların yaranması zamanı üstünlük təşkil edir. Bərk cisimlərdə diffuziya əmsalı kristal qəfəsində qızma, gərginlik deformasiya və digər təsirlər zamanı meydana çıxan deffektlərə olduqca həssasdır. Deffektlərin sayının artması ( əsas etibarı ilə vakansiyaların) bərk cisimlərdə atomların yerdəyişməsini asanlaşdırır və diffuziyanın artmasına gətirib çıxarır. Bərk cisimlərdə diffuziyanın temperaturdan kəskin asılılığı (eksponensial) asılılığı xarakterdir. Bərk cisimlərdə diffuziya əmsalı kristal qəfəsində qızma, gərginlik, deformasiya və digər təsirlər zamanı meydana çıxan defektlərə olduqca həssasdır.

Diffuziya mühitdə yalnız konsentrasiya qradiyenti (kimyəvi potensial) zamanı meydana çıxmır. Xarici elektrik sahəsinin təsiri ilə yüklənmiş hissəciklərin (elektrodiffuziya) difuziyası baş verir, ağırlıq qüvvəsi və ya təyziq barodiffuziyanı yaradır; qeyri-bircinsli qızmış mühitdə termodiffuziya əmələ gəlir. Diffuziya kimyəvi kinetikada və texnologiyada mühümdür. Katalizatorunvə ya reaksiyaya girən (məs: kömürün yanması) maddələrdən birinin səthində kimyəvi reaksiyanın gedişi zamanı diffuziya digər reaksiyaya girən maddələrin reaksiyaya gətirilmə və məhsulun çıxarılma sürətini müəyyən edə bilər, yəni müəyyənedici (limitləyici) proses ola bilər. Buxarlanma və kondensasiya prosesləri, kristalların əriməsi və kristallaşması üçün diffuziya adətən əsasdır. Qazların məsaməli arakəsmələrindən və ya buxar axınına diffuziyası izotopların seçilməsi (ayrılması) üçün istifadə olunur. Maye məhsullarda həlledicinin molekullarının yarı nüfuzedici arakəsmələrindən (membranlardan) diffuziyası osmotik təyziqin yaranmasına gətirib çıxarır ki, bu da maddələrin ayrılması (parçalanması) üçün istifadə olunur. Diffuziya müxtəlif texnoloji və biololji proseslərin əsasında durur.

Mənbə[redaktə]

  • С.де Грот, П.Мазур, "Неравновесная термодинамика",ingilis dilindən tərcümə, М.1964,гл.11;
  • Р. Хазе, "Термодинамика необратимых процессов", alman dilindən tərcümə, М.1967, гл.4
  • С.Чепмен, Т.Кауленг, "Математическая теория неоднородных газов",ingilis dilindən tərcümə, М.1960,гл.10,14;
  • Д ж. Ферцигер, Г.Капер, "Математическая теория процессов переноса в газах", ingilis dilindən tərcümə, М.1976;
  • А. А.Смирнов, "Молекулярно- Кинетическая теория металлов", М.1966, гл.8;
  • Е.М. Лифшиц, Л.П.Питаевский, "Физическая кинетика", М.1979, § 11,12;