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1、扩散现象的宏观规律扩散现象的宏观规律 自扩散与互扩散自扩散与互扩散 菲克定律菲克定律 当当物物质质中中粒粒子子数数密密度度不不均均匀匀时时，由由于于分分子子的的热热运运动动使使粒粒子子从从数数密密度度高高的的地地方方迁迁移移到到数数密密度度低低的的地地方方的现象称为扩散。的现象称为扩散。 动画演示中的扩散是互扩散。动画演示中的扩散是互扩散。AB* 菲克定律菲克定律18551855年年法法国国生生理理学学家家菲菲克克提提出出了了描描述述扩扩散散规规律律的的基基本本公式公式菲克定律。菲克定律。 菲菲克克定定律律认认为为在在一一维维（如如x x) )方方向向上上的的扩扩散散粒粒子子流流 d dN N
2、/d/dt t 与粒子数密度与粒子数密度梯度梯度d dn n/d/dz z 及横截面积及横截面积A A成正比。成正比。 其其比比例例系系数数 D D 称称为为扩扩散散系系数数，单单位位为为m m2 2/s/s。式式中中负负号表示粒子向粒子数密度减少的方向扩散。号表示粒子向粒子数密度减少的方向扩散。菲克定律菲克定律 但但是是, ,在在压压强强很很低低时时的的气气体体的的扩扩散散与与常常压压下下气气体体的的扩扩散散完完全全不不同同, ,称称为为克克努努曾曾扩扩散散或或称称为为分分子子扩扩散散。气气体体透透过小孔的泻流就属于分子扩散。过小孔的泻流就属于分子扩散。 这是单位时间内气体扩散的总质量这是单
3、位时间内气体扩散的总质量 M M / / t t 与密度梯与密度梯度度 d d / / d dz z 之间的关系。之间的关系。 菲克定律也可用于互扩散。菲克定律也可用于互扩散。 ( (三三) )气体扩散的微观机理气体扩散的微观机理 扩散是在存在同种粒子的粒子数密度空间不均匀性扩散是在存在同种粒子的粒子数密度空间不均匀性的情况下，由于分子热运动所产生的宏观的情况下，由于分子热运动所产生的宏观粒子迁移或粒子迁移或质量迁移。质量迁移。 应应把把扩扩散散与与流流体体由由于于空空间间压压强强不不均均匀匀所所产产生生的的流流体体流流动区别开来动区别开来。 后者是由成团粒子整体定向运动所产生。后者是由成团粒子整体定向运动所产生。 以上讨论的都是气体的扩散机理，至于液体与固体，以上讨论的都是气体的扩散机理，至于液体与固体，由于微观结构不同，其扩散机理也各不相同由于微观结构不同，其扩散机理也各不相同。
