Термодиффузия
 
а б в г д е ж з и й к л м н о п р с т у ф х ц ч ш щ ъ ы ь э ю я
 

Термодиффузия

Термодиффузия (термическая, или тепловая, диффузия), перенос компонент газовых смесей или растворов под влиянием градиента температуры. Если разность температур поддерживается постоянной, то вследствие Т. в объёме смеси возникает градиент концентрации, что вызывает также и обычную диффузию. В стационарных условиях при отсутствии потока вещества Т. уравновешивается обычной диффузией и в объёме возникает разность концентраций, которая может быть использована для изотопов разделения.

загрузка...

  Т. в растворах была открыта нем.(немецкий) учёным К. Людвигом (1856) и исследована швейцарским учёным Ш. Соре (1879—81). Т. в растворах называется эффектом Соре. Т. в газах была теоретически предсказана английским учёным С. Чепменом и шведским учёным Д. Энскогом (1911—17) на основе кинетической теории газов и экспериментально обнаружена английским учёными С. Чепменом и Ф. Дутсоном в 1917.

  В бинарной смеси при постоянном давлении в отсутствии внешних сил полный диффузионный поток вещества равен

  ji = – nD12 gradcin (DT/T) grad Т, где D12 — коэффициент диффузии, DT — коэффициент Т., n — число частиц смеси в единице объёма, ci = ni/n — концентрация частиц i-й компоненты (i = 1,2). Распределение концентрации в стационарном состоянии может быть найдено из условия ji = 0, откуда grad ci = – (kT/T) gradT, где кт = DT/D12 термодиффузионное отношение, пропорциональное произведению концентраций компонент. Коэффициент Т. сильно зависит от межмолекулярного взаимодействия, поэтому его изучение позволяет исследовать межмолекулярные силы в газах.

  Лит.: Грю К. Э., Иббс Т. Л., Термическая диффузия в газах, пер.(перевод) с англ.(английский), М., 1956. См. также лит.(литературный) при ст. Термодинамика неравновесных процессов.

  Д. Н. Зубарев.