Reja: Bir o‘lchovli vaziyatda diffuziya koeffisentini hisoblash

Termik diffuziya

Biz hozirgacha bayon qilgan diffuziya hodisasi gazda biror komponenta konsentrasiyasining farqi (gradienti) mavjud bo`lgandagina yuzaga keladi. Bunda diffuziya tufayli gradient yo`qoladi va bir jinsli bo`lmagan gaz aralashmasi bir jinsli aralashmaga aylanadi.

Bunda "konsentrasiya" diffuziyasidan tashqari termik diffuziya ham (termodiffuziya) mavjud., bu diffuziya teskari natijasiga bir jinsli gaz aralashmasinish qisman ajralib, bir jansli bo`lmagan aralashmaga aylanishiga olib keladi. Bu hodisa 1911 yilda nazariy jihatdan oldindan aytilgan va 1917 yilda eksperimentda tasdiqlangan edi. Termodiffuziya hodisasi shundan iboratki, bir jinsli gaz aralashmasidagi temperatura farqi temperaturaning pasayish yo`nalishi bo`ylab aralashma komponentalarida konsentrasiyalar farqining yuzaga kelishiga olib keladi.
Bir jinsli gaz aralashmasi bilan to`ldirilgan yassi devorli idish ko`z oldimizga keltiraylik. Agar pastki va yuqoridagi devorlarni T<sub>1</sub> va T<sub>2</sub> temperaturalarda tutilsa va bunda T<sub>1</sub>>T<sub>2</sub> bo`lsa, u holda termodiffuziya hodisasiga ko`pincha shunga olib keladiki, yuqoriroq temperatura temieraturali yuqorigi devorda ortiqcha og`ir molekulalar hosil bo`ladi. Ba`zi aralashmalar uschun bur termoduffuziyaning aksi bo`ladi.
Rasmda komponentalardan birining balandlik bo`yicha taqsimlanishi ko`rsatilgan. Punktir bilan temperaturalar farqi bo`lmagandagi konskentrasiya qiymati ko`rsatilgan. Termoduffuziya gaz aralashmasinish qisman komponentalarga ajralipshni yuzaga keltiradi.
Konsentrasiyalarning yuzaga kelgan farqi odatdagi konseitrasion diffuziya tufayli tenglashishga intiladi, bu konyentrasion diffuziya oqimi termoduffuziya oqimiga qarshi yo`nalgan. Bu ikki prosessning birgalikdagi harakati natijasida aralashma komponentlari konsentrasiyalarining muvozanatdagi gratienti qaror topadi.
Termodiffuziya hodisasini biz odatda gidiffuzi ya`ni tushuntirishda muvaffiqiyat bilan ifodalangan molekulyar-kinetik nazariya tasavvurlari yordamida tushuntirish mumkin emas (termodiffuziyaning keyin kashf qilinganining sababi hamshu). Bu hodisada komponetalar molekulalarning o`zaro tuknashuv davridagi bir-biridan tasir kuchlari katta rol o`ynashi aniqlagan. Bu kuchlar tahminan 1/r<sup>n</sup> qonunga ko`ra kamayar ekan, bu yerda r–molekulalar orasidagi masofa.
Agar daraja kursatkichi n>5 bo`lsa, termoduffuziya yuqorida ko`rsatilgan yo`nalishda amalga oshar ekan. Agar p<5 bo`lsa, u holda konsentrasiyalarning termoduffuziya farqi teskari ishorali bo`ladi va nihoyat, n= 5 bo`lganda termodduffuziya mutlaqo sodir bo`lmaydi.
Termoduffuziya tufayli aralashma komponentalari konsentrasiyasining o`zgarishini teskari diffuziyani hisobga olgan holda hisoblab chiqarish mumkin.
Ikki gaz aralashmasi komponentalarining konsentrasiyalari c va 1-c bo`lsin. Ayni shu komponentaning konsenrasiyasi deb, shu komponenta molekulalari sonining aralashmasidagi umumiy molekulalar soniga nisbatiga aytiladi. dτ/dx temperatura gradienti X o`q bo`ylab qaror topgan konsentrasiya gradienti quyidagiga teng bo`ladi:



Bu yerda D₁₂- komponentalarning o`zaro diffuziya koeffisenti, D<sub>τ</sub>- esa termodiffuziya koeffisenti deb ataladi, uning ulchamligi D<sub>12</sub> - ning o`lchamligi bilan bir hil (ya`ni m<sup>2</sup>/sek). Biroq konsentrasiyalarga amalda bog`liq bo`lmaydigan D<sub>12</sub>-diffuziya koeffisentidan farqli o`laroq, D_τ har ikkala komponentaning^-ko`paytmasiga proporsional bo`lar ekan:

Bu yerda α termodifuziya doimiysi deb atashadi. Huddi shu α doimiy ajralayotgan aralashmaning hosalariga, jumladan molekulalaro itarish kuchining kamayish qonunining ifodasi 1/rⁿ ning n daraja ko`rsatkichiga bog`liq bo`ladi. Bundan tashqari, α aralashma