질량 확산 성 (d)은 가스 혼합물의 한 성분이 다른 구성 요소를 통해 얼마나 빠르게 확산되는지를 측정 한 것입니다. 온도 및 압력을 포함한 몇 가지 요인에 영향을받습니다. 그들이 확산성에 영향을 미치는 방법은 다음과 같습니다.
온도 :
* 직접 비례 : 온도가 증가함에 따라 질량 확산 성이 일반적으로 증가합니다. 더 높은 온도가 다음으로 이어지기 때문입니다.
* 운동 에너지 증가 : 분자는 더 빨리 움직이고 더 자주 충돌하여 확산을 향상시킵니다.
* 점도 감소 : 가스는 점성이 떨어지고 확산에 대한 저항성이 적습니다.
* 경험적 관계 : 확산의 온도 의존성은 종종 Chapman-Enskog 방정식 에 의해 설명됩니다. , 이는 대략 선형 관계를 보여줍니다 절대 온도의 D와 제곱근 사이 :
```
d ∝ √t
```
압력 :
* 반비례 비례 : 압력이 증가함에 따라 질량 확산 성은 일반적으로 감소합니다. 이것은 다음과 같습니다.
* 충돌 증가 : 더 높은 압력은 분자 사이의 충돌을 더 자주 발생시켜 확산을 방해합니다.
* 감소 된 평균 자유 경로 : 평균 거리는 분자가 다른 것과 충돌하기 전에 이동하여 감소하기 때문에 분자가 자유롭게 움직이기가 더 어려워집니다.
* 경험적 관계 : 확산 성의 압력 의존성은 종종 방정식 에 따른 에 의해 설명됩니다. :
```
d ∝ 1/p
```
중요한 메모 :
* 이상적인 가스 가정 : 이러한 관계는 일반적으로 이상적인 가스 혼합물에 유효합니다. 실제 가스는이 이상적인 행동과의 편차를 나타낼 수 있습니다.
* 다른 요인 : 온도와 압력 외에도 확산 성도 다음과 같이 영향을받습니다.
* 분자 크기와 모양 : 더 큰 분자는 작은 분자보다 느리게 확산됩니다.
* 혼합물의 조성 : 다른 가스 성분은 다르게 상호 작용하여 확산에 영향을 미칩니다.
* 세 번째 구성 요소의 존재 : 다중 성분 혼합물에서, 한 성분의 확산 성은 다른 성분의 존재에 의해 영향을받을 수있다.
실질적인 영향 :
* 화학 공정 : 기온 반응 및 질량 전달을 포함하는 화학 공정을 설계하고 최적화하는 데 온도와 압력의 영향을 이해하는 것이 중요합니다.
* 환경 적 응용 : 확산 성은 온도와 압력 변화가 오염 물질이 공기를 통과하는 방식에 영향을 미치는 대기 오염 분산에서 중요한 역할을합니다.
* 생물학적 시스템 : 확산은 폐에서의 가스의 수송 및 혈류에서 영양소 전달과 같은 생물학적 시스템에서 필수적입니다.
질량 확산에 영향을 미치는 요인을 이해함으로써 엔지니어와 과학자들은 다양한 응용 분야에서 확산 속도를 예측하고 제어 할 수 있습니다.
