Diffusionskoefficienten er hvor og hvor meget
Sommer! Solen, varmen, duften af friskskåret græs i luften. Græsset er så langt væk herfra, og duften mærkes. Dette er fysik, et lignende fænomen kaldes diffusion. Og det defineres som penetrering af partikler af sammenhængende stoffer ind i hinanden. For eksempel, som nu, rører græsset på luften, og lugten fra det klippede græs spredes langt væk fra klippestedet. En karakteriseret ved en lignende proces er sædvanligvis så stor som diffusionskoefficienten.
Vi kan sige alt det der sker omkring oshovedsageligt på grund af processen med interpenetration. Takket være dette fænomen lever vi selv. Og hvad er så overraskende? Penetration af ilt eller næringsstoffer i blodet - dette er den mest virkelige diffusion, et stof trænger ind i et andet. Diffusionen i naturen er meget bredere end det forekommer os. Et sådant fænomen er ikke noget eksotisk, men tværtimod er det bredt repræsenteret i omverdenen. Selv det faktum, at udåndingsluften ikke ophobes rundt, men spredes i rummet, skyldes også diffusion.
Der kan være interpenetration i de flesteforskellige organer - flydende, gasformige, faste. Dets årsag er den kaotiske bevægelse af molekyler af materie. Forresten anses et sådant fænomen som diffusion at være en af de faktorer, der støtter det i molekylær-kinetisk teori. Så vende tilbage til aggregatets tilstand af kroppen: Et stofs indtrængningshastighed afhænger af dets aggregerede tilstand og på diffusionskoefficientens størrelse.
Hvad er dette mystiske koncept? Dette er navnet på den kvantitative karakteristik af overførselshastigheden af molekyler af et stof til et andet stof. Diffusionskoefficienten, hvilket er ganske specifik formel, giver en vurdering af den mængde stof passerede gennem arealenhed (kvadratmeter) per tidsenhed (anden).
I praksis er det etableret, at den gensidigepenetration sker med den største hastighed, og i faststoffer er penetrationshastigheden minimal. Diffusionskoefficienten påvirkes af kroppens temperatur og den gensidige koncentration af stofferne i nærheden. Med stigende temperatur øges interpenetrationshastigheden med øget koncentration af stof - også.
Således fænomenet interpenetrationskyldes den såkaldte koncentrationsgradient eller temperaturgradient. Efter type er diffusion opdelt i frit og tvunget. Tvunget opstår under påvirkning af eksterne kræfter. Afhængig af deres type defineres tvungen diffusion som termo-, elektro-, baro- og stigende.
Diffusion er meget udbredt inden for teknik. Et af de mest typiske eksempler er diffusionssvejsning. Essensen af denne teknologi er simpel: Tilslut to forskellige organer (lad det være to metaller), og tryk dem derefter på tryk og temperatur. Sidstnævnte er mindre i størrelse end smeltepunktet af stofferne.
Resultatet er en blanding af to forskelligematerialer. En sådan teknologi anvendes i vid udstrækning inden for instrumentering og elektronisk industri til fremstilling af store dele af kompleks form i eksperimentel og mindre produktion. Sådan svejsning kan udføres under forskellige betingelser, op til vakuumbetingelser, som alle bestemmes af de specifikke krav på det færdige produkt.
En anden, ikke mindre almindelig, brugFænomenet diffusion er dets anvendelse til produktion af halvlederstrukturer. En af teknologierne til oprettelse af pn-kryds er baseret på fænomenet interpenetration. Under indflydelse af høje temperaturer nærmer sig smeltepunktet opnås regioner med den nødvendige urenhedskoncentration i krystalstrukturen.
Overvejelse af begrebet "diffusionskoefficient"gjort det muligt at verificere den ekstremt brede spredning af fænomenet indbyrdes penetration af stoffer i naturen såvel som i forskellige varianter af dets anvendelse inden for teknik.
