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Molekularer Massentransport

Storyboard

Aufgrund des Konzentrationsunterschieds werden Diffusionsprozesse erzeugt, die zum Durchgang von Material aus Bereichen größerer zu Bereichen niedrigerer Konzentration führen, was letztendlich zu einer homogenen Konzentration führt.

>Modell

ID:(1544, 0)



Difusión de concentración

Bild

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Uno de los procesos de difusión que ocurren en el océano es el de los iones de sal que contribuyen a un grado de homogeneidad de la salinidad.

ID:(12148, 0)



Partikeldiffusionskonstante

Gleichung

>Top, >Modell


Die Diffusion von Partikeln, wie zum Beispiel Salz, erfolgt langsam aufgrund der Wechselwirkung der Partikel mit dem Medium. Dieser Prozess hängt einerseits von die Teilchenmobilität (\mu) ab, der in (m/s)/N=kg/s ausgedrückt wird und der Geschwindigkeit entspricht, die ein Teilchen erreicht, wenn eine Kraft angewendet wird. Andererseits hängt er von die Absolute Temperatur (T) ab, der mit der Geschwindigkeit verbunden ist, die das Teilchen erreichen kann.

Daher ist die Partikeldiffusionskonstante (D_N) für die Bewegung der Moleküle:

D_N \equiv \mu k_B T

T
Absolute Temperatur
K
8979
k_B
Boltzmann-Konstante
J/K
8978
D_N
Partikeldiffusionskonstante
m^2/s
8977
\mu
Teilchenmobilität
s/kg
8980
D_N = mu * k_B * T D_N = R * T * lambda_i /(abs( Z_i ) * F ^2)Tk_BLambda_iFRD_NmuZ_i



wobei k_B=1.34\times 10^{-23} J/K Die Boltzmann-Konstante (k_B) ist.

ID:(12054, 0)



Constante de difusión de algunos iones

Bild

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La constante de difusión para algunos iones en el agua marina se listan para varias temperaturas a continuación.

Diffusion of ions in sea water and in deep-sea sediments, Yuan-Hui Li, Sandra Gregory, Geochimica at Cosmochimica Acta, 1974, Vol 38, pp.704-714

Se observa el incremento en la temperatura acorde a la ecuación para el calculo de la constante de difusión.

ID:(12152, 0)



Flujo de componente de una solución

Gleichung

>Top, >Modell


El flujo de iones de sal se modela como un proceso de difusión en que el flujo es con que

j = D\displaystyle\frac{\partial c }{\partial z }



En este caso la constante de difusión corresponde a aquella de la difusión de iones en un liquido y se puede calcular con mediante

D_N = \displaystyle\frac{ R T \lambda_i }{| Z_i | F ^2}

T
Absolute Temperatur
K
8979
\Lambda_i
Conductividad molar
m^2/Ohm mol
9093
F
Constante de Faraday
96485.332
C/mol
9092
R
Constante de los gases
8.14
J/mol K
9089
D_N
Partikeldiffusionskonstante
m^2/s
8977
Z_i
Valencia del ion
-
9091
D_N = mu * k_B * T D_N = R * T * lambda_i /(abs( Z_i ) * F ^2)Tk_BLambda_iFRD_NmuZ_i

ID:(12135, 0)



Problema de difusión natural

Bild

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La difusión e da entre las interfaces agua dulce - agua salada. El fenómeno se denomina intrusión y se da a lo largo de la costa en sectores en que el agua dulce llega hasta la zona impregnada por el agua salada.

ID:(12153, 0)



Problema de difusión artificial

Bild

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El problema de la intrusión de agua salada en agua dulce es favorecido por intervenciones como por ejemplo la construcciones de pozos. En estos casos se forma un cono de depresión en la capa ferática y uno de ascendencia en la zona agua dulce-agua salada:

ID:(12154, 0)