
【化】 Fick's law of diffusion
humble; poor; unworthy
【化】 phenanthrene; phenanthrine
【医】 phenanthrene
gram; gramme; overcome; restrain
【医】 G.; Gm.; gram; gramme
【化】 diffusion law
菲克扩散定律(Fick's laws of diffusion)是描述物质扩散现象的核心物理定律,由阿道夫·菲克(Adolf Fick)于1855年提出。该定律从宏观角度定量描述了浓度梯度驱动下物质的扩散行为,广泛应用于化学工程、材料科学、生物医学等领域。
菲克第一定律指出:扩散通量(J)与浓度梯度(∇c)成正比,方向相反。其数学表达式为: $$ J = -D abla c $$ 其中:
该定律适用于稳态扩散(浓度场不随时间变化)。
菲克第二定律描述了非稳态扩散(浓度场随时间变化)的规律: $$ frac{partial c}{partial t} = D abla c $$ 其中:
定律揭示了扩散的本质是分子因热运动从高浓度区向低浓度区的净迁移,直至浓度均衡。
菲克扩散定律是描述物质扩散过程的核心理论体系,由阿道夫·菲克于1855年提出,主要包括两个基本定律:
一、菲克第一定律(稳态扩散) 数学表达式为: $$ J = -D frac{partial c}{partial x} $$
二、菲克第二定律(非稳态扩散) 数学表达式为: $$ frac{partial c}{partial t} = D frac{partial c}{partial x} $$
应用领域:
理论局限:
该定律奠定了现代传质理论的基础,后续的Maxwell-Stefan扩散方程等理论均在其框架上发展而来。实际应用中常结合Arrhenius方程分析温度对扩散系数的影响:$$ D = D_0 e^{-Q/(RT)} $$,其中$Q$为扩散激活能,$R$为气体常数。
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