Różnica między dyfuzją a efuzją
Share
The kluczowa różnica jest to między dyfuzją a wysiękem dyfuzja występuje, gdy otwory w barierze są większe niż średnia swobodna ścieżka gazu, ale wysięk występuje, gdy otwory w barierze są mniejsze niż średnia swobodna ścieżka gazu.
Dyfuzja i wysięk są właściwościami gazów, a studenci bardzo mylą te właściwości ze względu na podobne brzmiące nazwy. Chociaż zarówno dyfuzja, jak i wyciek obejmują gazy, to w jaki sposób przepływają gazy i od jakich czynników zależy to natężenie przepływu, oba zjawiska różnią się od siebie. Różnice między nimi zostaną omówione w tym artykule.
ZAWARTOŚĆ
1. Przegląd i kluczowa różnica
2. Co to jest dyfuzja
3. Co to jest Effusion
4. Porównanie obok siebie - dyfuzja vs efuzja w formie tabelarycznej
5. Podsumowanie
Co to jest dyfuzja?
Dyfuzja gazu jest procesem rozprężania gazu do nowej objętości przez barierę z otworami, które są większe niż średnia wolna ścieżka gazu. Średnia wolna ścieżka to średnia odległość, jaką przebywa pojedyncza cząsteczka gazu, zanim zderzy się z inną cząsteczką gazu.
Rysunek 01: Proces dyfuzji
Jeśli jednak nie ma bariery, rozważymy duży otwór, który jest wystarczająco duży, aby pokryć granicę między gazem a nową objętością (do której gaz będzie się rozszerzał). Ponadto dyfuzja jest wolniejsza w porównaniu do wysięku. Jest tak, ponieważ dyfuzja jest ograniczona rozmiarem i energią kinetyczną cząsteczek gazu.
Co to jest Effusion?
Wysysanie to kolejna właściwość gazów, która pozwala gazom przemieszczać się z obszarów o wysokim ciśnieniu do obszarów o niskim ciśnieniu przez otwór. Innymi słowy, jest to proces rozszerzania gazu przez barierę z jednym lub większą liczbą małych otworów; bariera uniemożliwia dystrybucję gazu, chyba że cząsteczki gazu przedostaną się przez otwory. W tym przypadku termin „małe otwory” oznacza otwory, które mają średnicę mniejszą niż średnia swobodna ścieżka gazu.
Rycina 02: Wyciek gazu
Zazwyczaj wysięk jest szybszy niż dyfuzja, ponieważ nie ma potrzeby, aby cząsteczki gazu przemieszczały się wokół innych cząsteczek gazu, aby znaleźć miejsce docelowe. W szczególności podciśnienie gazu przyspieszy proces wysięku.
Jaka jest różnica między dyfuzją a efuzją?
Dyfuzja występuje, gdy otwory w barierze są większe niż średnia swobodna ścieżka gazu, natomiast wysięk występuje, gdy otwory w barierze są mniejsze niż średnia swobodna ścieżka gazu. Jest to kluczowa różnica między dyfuzją a wysiękiem. Ponadto dyfuzja cząsteczek gazu przez barierę jest łatwiejsza niż ruch cząsteczek gazu przez wysięk. Wynika to głównie z wielkości otworów w barierze; bariera ma średnicę większą niż średnia swobodna ścieżka cząsteczek gazu podczas dyfuzji, podczas gdy bariera ma średnicę mniejszą niż średnia swobodna ścieżka cząsteczek gazu podczas wysysania. Dlatego jest to również znacząca różnica między dyfuzją a wysiękiem.
Szybkość dyfuzji jest jednak wolniejsza w porównaniu do wysięku. Jest tak, ponieważ dyfuzja jest ograniczona rozmiarem i energią kinetyczną cząsteczek gazu. Ponadto cząsteczki gazu muszą przemieszczać się wokół innych cząsteczek gazu, aby znaleźć miejsce docelowe przez barierę, która nie występuje podczas wysięku.
Poniższa infografika przedstawia różnicę między dyfuzją a wysiękiem w formie tabelarycznej.
Podsumowanie - Dyfuzja vs Effusion
W tym artykule omówiliśmy pojęcia dyfuzji i wysięku w odniesieniu do gazów. Kluczowa różnica między dyfuzją a wysysaniem polega na tym, że dyfuzja ma miejsce, gdy otwory w barierze są większe niż średnia wolna ścieżka gazu, natomiast wysięk występuje, gdy otwory w barierze są mniejsze niż średnia wolna ścieżka gazu.
Odniesienie:
1. Helmenstine, Todd. „Jaka jest różnica między dyfuzją a efuzją?” ThoughtCo, 28 września 2018 r. Dostępne tutaj
Zdjęcie dzięki uprzejmości:
1. „Diffusion” Autor: JrPol - Praca własna (CC BY 3.0) za pośrednictwem Commons Wikimedia
2. „Effusion” Autor: Astrang13 - opracowanie własne (CC BY-SA 3.0) przez Commons Wikimedia
