Термодиффузия. РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА. Глоссарий по физике

Термодиффузия

Термодиффузия - перенос компонент газовой смеси или растворов при наличии в них градиента температуры. Если разность температур поддерживается постоянной, то вследствие Т. в объёме смеси возникает градиент концентрации, что вызывает и обычную диффузию. В стационарных условиях при отсутствии потока вещества Т. уравновешивается обычной диффузией и в объёме возникает разность концентраций, к-рая может быть использована, напр., для разделения изотопов. Т. в растворах наз. эффектом Соре - по имени швейц. химика Ш. Соре (Ch. Soret), впервые в 1879-81 исследовавшего Т.

В бинарной смеси при пост. давлении и отсутствии внеш. сил полный диффуз. поток вещества равен

где D₁₂- коэф. диффузии, D_t - коэф. Т., n - число частиц смеси в единице объёма, c_i= n_i/n - концентрация частиц i-го компонента (i=1, 2). Распределение концентрации в стационарном состоянии может быть найдено из условия j_i = 0, откуда

где k_т = D_т/D₁₂- термодиффуз. отношение, пропорц. произведению концентраций компонент.

Коэф. Т. сильно зависит от межмолекулярного взаимодействия, поэтому его изучение позволяет исследовать силы межмолекулярного взаимодействия в газах.

Процесс, обратный Т., наз. Дюфура эффектом.

Литература по термодиффузии

Грю К. Э., Иббс Т. Л.. Термическая диффузия в газах, пер. с англ., М., 1956;

Гроот С. де, Мазур П., Неравновесная термодинамика, пер. с англ., M., 1964, гл. 11;

Xаазе Р., Термодинамика необратимых процессов, пер. с нем., M., 1967, гл. 4;

Чепмен С., Каулинг т., Математическая теория неоднородных газов, пер. с англ., M., 1960, гл. 10, 14;

Ферцигер Дж., Капер Г., Математическая теория процессов переноса в газах, пер. с англ., M., 1976;

Френкель Я. И., Кинетическая теория жидкостей. Л., 1975;

Гиршфельдер Дж., Кертисс Ч., Берд Р., Молекулярная теория газов и жидкостей, пер. с англ., M., 1961, гл. 9;

Грэй П., Кинетическая теория явлений переноса в простых жидкостях, в кн.: Физика простых жидкостей. Статистическая теория, пер. с англ., M., 1971;

Смирнов А. А., Молекулярно-кинетическая теория металлов, M., 1966, гл. 8;

Андреев А. Ф., Лифшиц И. M., Квантовая теория дефектов в кристаллах, "ЖЭТФ", 1969, т. 56, с. 2057;

Каgan Yu., Кlingеr M. I., Theory of quantum diffusion of atoms in crystals, "J. Phys. C", 1974, v. 7, p. 2791;

Д. Н. Зубарев

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.