Поиск

Лабораторный метод определения коэффициента диффузии газов (часть 1)
13.03.2013

Диффузия традиционно считается наиболее важным механизмом аэрации почвы и распределения газообразных веществ в ней. Количественная оценка явления диффузии базируется на феноменологическом уравнении переноса, которое в линейной неравновесной термодинамике носит название уравнение Фика. Согласно этому уравнению, плотность диффузионного потока (q) или количество вещества (m), переносимое через поперечное сечение площадью (S) за время (t) прямо пропорционально градиенту концентрации газообразных компонентов (dc/dz):

Лабораторный метод определения коэффициента диффузии газов (часть 1)

где D - коэффициент диффузии, z - координата, совпадающая с направлением преимущественного переноса вещества.
Таким образом, изотермическая диффузия определяется как перенос по градиенту концентрации вещества. Поскольку в почве в большинстве случаев доминируют вертикальные градиенты концентраций газообразных компонентов, допустимо рассматривать одномерное движение, описываемое уравнением (XIV.5). Последнее применимо не только к однофазной (воздушной) среде, но и к трехмерной пористой системе, каковой является почва. Однако, в отличие от свободного движения в газообразной среде (например, атмосфере), массоперенос в почве ограничен пределами ее порового пространства. Потому коэффициент диффузии газов и паров в почве (D) всегда меньше аналогичной величины для атмосферы (D0) и является функцией от пористости аэрации (εa) - части пор не занятых влагой и доступных для движения компонентов газовой фазы.
В зависимости от размера пор и дисперсности почвы можно выделить ряд самостоятельных диффузионных механизмов массопереноса (Смагин, 2005). К ним относятся нормальная диффузия в макропорах, сопряженная с ламинарным (вязким) течением газообразных компонентов, диффузия в мезопорах, размер которых соизмерим с длиной свободного пробега молекул, что приводит к кнудсеновскому режиму течения газа. В микропорах возникает явление активированной диффузии, поскольку молекулам требуется дополнительная энергия для преодоления энергетического барьера, создаваемого силовыми полями поверхностей, которые ограничивают поровое пространство.


Имя:*
E-Mail:
Комментарий:
  • bowtiesmilelaughingblushsmileyrelaxedsmirk
    heart_eyeskissing_heartkissing_closed_eyesflushedrelievedsatisfiedgrin
    winkstuck_out_tongue_winking_eyestuck_out_tongue_closed_eyesgrinningkissingstuck_out_tonguesleeping
    worriedfrowninganguishedopen_mouthgrimacingconfusedhushed
    expressionlessunamusedsweat_smilesweatdisappointed_relievedwearypensive
    disappointedconfoundedfearfulcold_sweatperseverecrysob
    joyastonishedscreamtired_faceangryragetriumph
    sleepyyummasksunglassesdizzy_faceimpsmiling_imp
    neutral_faceno_mouthinnocent
Введите два слова, показанных на изображении: *