Дифузія за законом Арреніуса

Активаційний закон дифузії — формула, яка визначає залежність коефіцієнту дифузії від температури.

Активіаційний закон дифузії записується у вигляді

,

де  — параметр, що називається передекспоненційним множником,  — параметр з розмірністю енергії, який називається енергією активації,  стала Больцмана, Т абсолютна температура.

Передекспоненційний множник  — може залежати від температури, але ця залежність набагато слабша, ніж експоненційна залежність у формулі. При дуже високій температурі коефіцієнт дифузії дорівнює .

Енергія активації  — визначає температуру, вище якої дифузія стає значною. Зазвичай вона визначається в експериментах з відпалювання матеріалу. Нижче за термпературу дифузія практично відсутня, тож будь-які процеси, залежні від рухливості частинок, починають проходити зі значною інтенсивністю лише коли температура перевищує це значення.

Фізична природа

В основі пояснення активіаційного закону дифузії лежить уявлення про те, що частинки перебувають в потенціальних ямах, відокремлених від сусідніх ям потенціальним бар'єром із висотою . Для подолання бар'єру частинка повинна отримати за рахунок теплового руху енергію, вищу за висоту потенціального бар'єру. Ймовірність того, що класична частинка матиме певну енергію визначається розподілом Больцмана, що й визначає тепературну залежність коефіцієнту дифузії.

Література

  • Штиллер В. Уравнение Аррениуса и неравновесная кинетика. М. : Мир, 2000. — 176 с.
This article is issued from Wikipedia. The text is licensed under Creative Commons - Attribution - Sharealike. Additional terms may apply for the media files.