Дюфура эффект (термодиффузионный эффект) - появление теплового потока вследствие градиента концентрации в бинарной
системе газов или жидкостей. Необратимый процесс, обратный термодиффузии.
Открыт Л. Дюфуром (L. Dufour) в 1872, подробно исследован
К.Клузиусом(К.Сlusius) и Л. Вальдманом(L. Waldmann) в 1942-49. Тепловой
поток Jq, возникающий при пост. давлении вследствие градиента концентрации nc1 и температуры nТ, равен:
где l - коэф. теплопроводности, D'' - коэф. Дюфура, r1 - плотность первого компонента, (mc11=(дm1/дc1)T, (m1
- хим. потенциал первого компонента. Появление производной хим.
потенциала по концентрации связано с тем, что в линейных соотношениях
Онсагера (см. Онсагера теорема)термодинамич. силы пропорц. градиентам хим. потенциалов. Величину b = r1Tmc11D'' называют коэф. диффузионного термоэффекта.
Кроме теплового потока в такой бинарной системе возникает и поток массы (диффузия):
где D' - коэф. термодиффузии, D - коэф. диффузии; величина KT = c1c2TD'/D
наз. термодиффузионным отношением. Д. э. и перенос массы наз.
перекрёстными процессами. Согласно теореме Онсагера, коэф. Дюфура и
коэф. термодиффузии равны: D''=D' (соотношение Онсагера).
Значения коэф. Дюфура (и соответственно коэф. термодиффузии) могут быть
как положительными, так и отрицательными, но при этом всегда
что следует из положительности производства энтропии и условия
термодинамич. устойчивости. В стационарном состоянии, когда диффузионный
поток обращается в нуль,
это отношение наз. коэффициентом Соре и в жидких и газовых смесях имеет порядок величины 10-3-10-5 К-1. Т. о., зная значение D, можно определить D', а следовательно, и D''. Для жидкостей D''~10-8- 10-10 см/с-К, для газов D''~10-4- 10-6см2/с-К.
Коэф. D'' можно измерить и непосредственно по
градиенту температуры, возникающему при смешивании разл. жидкостей или газов:
где DT - макс. разность температур разл. жидких или газообразных веществ,
имевших до смешивания одинаковую температуру. В газах DT порядка неск. К, а
жидкостях в 104 раз меньше. Эти результаты подтверждают соотношение Онсагера.
Знаете ли Вы, как разрешается парадокс Ольберса?
(Фотометрический парадокс, парадокс Ольберса - это один из парадоксов космологии, заключающийся в том, что во Вселенной, равномерно заполненной звёздами, яркость неба (в том числе ночного) должна быть примерно равна яркости солнечного диска. Это должно иметь место потому, что по любому направлению неба луч зрения рано или поздно упрется в поверхность звезды.
Иными словами парадос Ольберса заключается в том, что если Вселенная бесконечна, то черного неба мы не увидим, так как излучение дальних звезд будет суммироваться с излучением ближних, и небо должно иметь среднюю температуру фотосфер звезд. При поглощении света межзвездным веществом, оно будет разогреваться до температуры звездных фотосфер и излучать также ярко, как звезды. Однако в дело вступает явление "усталости света", открытое Эдвином Хабблом, который показал, что чем дальше от нас расположена галактика, тем больше становится красным свет ее излучения, то есть фотоны как бы "устают", отдают свою энергию межзвездной среде. На очень больших расстояниях галактики видны только в радиодиапазоне, так как их свет вовсе потерял энергию идя через бескрайние просторы Вселенной. Подробнее читайте в
FAQ по эфирной физике.
