«Qattiq jism suyuqlik» sistemasida massa berish jarayoni bilan

5.5. Qattiq jism ishtirokida massa almashinish

Bunday jarayonlarga adsorbstiya, desorbstiya, kristallanish, quritish, eritish, qattiq materiallardan ekstrakstiyalash kabilar kiradi. Albatta, bu noturg`un jarayonlarning o’ziga xos alohida xususiyatlari bor. «Kattiq jism-suyuqlik» sistemasida massa almashinish juda murakkab jarayon deb hisoblanadi.

G`ovaksimon qattiq jismdan fazalarni ajratib turuvchi chegara orqali gaz (yoki bug`) suyuqlik muhitga yoki gaz (yoki bug`) muhitdan qattiq jismga moddaning tarqalishi, o’tkazish potenstiali gradienti mavjud bo’lgandagina ro’y beradi. Boshqacha qilib aytganda, «qattiq jism – suyuqlik» sistemada massa o’tkazish jarayoni ichki va tashqi diffuziyalardan tashkil topgan bo’ladi. Bu sistemada massa almashinish jarayoniga qattiq jismning tuzilishi katta ta’sir ko’rsatadi. Ma’lumki, qattiq jism murakkab, geometrik sistema bo’lib, g`ovaklilik, polidisperslik, kapillyarlar shakli va kovakchalarni o’lchami bo’yicha taqsimlanishi bilan ajralib turadi.
Kapillyar-kovakli tuzilishiga qarab qattiq jismlar quyidagi sinflarga ajratiladi: yirik kovakli ; o’rtacha kovakli va ultramikrokovakli materiallar bo’ladi.
«Qattiq jism – suyuqlik» sistemasida massa berish jarayoni bilan massa o’tkazuvchanlik (qattiq jismda moddaning tarqalishi) bir vaqtda o’tadi.
Bu sistemada kechadigan jarayonlarning tezligi vaqt o’tishi bilan molekulyar diffuziya tezligiga qaraganda kamayib borish xosdir. Shuning uchun ushbu jarayonlarni ifodalashda “siqiq diffuziya” degan atamadan foydalaniladi.
Eritmaning “siqiq diffuziya”si uchun Kadi va Vilyamslar tomonidan ushbu formula taklif etilgan:
(5.18)

bu erda D_cu – «siqiq diffuziya» koeffistienti; D – molekulyar diffuziya koeffistienti; r – tarqalayotgan molekula o’lchami; R - qattiq jism kovakchalarining ko’ndalang o’lchami.

«Siqiq diffuziya» o’rniga jarayonni har tomonlama to’liq ifodalovchi umumiy kinetik xarakteristika – massa o’tkazuvchanlikni aniqlash maqsadga muvofiqdir. Unda, qattiq jismda tarqalgan moddaning uzatilishini ifodalovchi qonun sifatida qabul qilinish mumkin: qattiq jismda massa o’tkazuvchanlik hisobiga tarqalgan massa miqdori konstentrastiyalar gradienti, oqim yo’nalishiga perpendikulyar yuza va jarayon davomiyligiga to’g`ri proporstionaldir, ya’ni:

(5.19)

bu erda k – massa o’tkazuvchanlik koeffistienti, m²/s. Ushbu koeffistient temperatura va qattiq jismda tarqalgan modda konstentrastiyalariga bog`liqdir.

5.5-rasmda g`ovaksimon qattiq jismlarning tipik tuzilishlari keltirilgan. Ko’rinib turibdiki, bunday tuzilishli jismlarda jarayonning kinetikasi turlicha bo’lishi tabiiydir.

Qattiq jismdan namlikni desorbstiyasi misolida massa almashinish jarayonini ko’rib chiqamiz (5.6-rasm).
Boshlang`ich vaqt da plastinaning butun hajmida konstentrastiya o’zgarmas bo’ladi (