molekulyar diffuziya orqali massa tarqalish jarayoni. Keyingi hisob-kitoblarda biz faqat bitta komponent kontsentratsiyasining o'zgarishini ko'rib chiqamiz, shuning uchun tegishli belgilarning indekslari (c, D) olib tashlanadi.
Ko'rib chiqilayotgan komponentning konsentratsiyasi o'zgargan tizimdan dx, dy, dz tomonlari bo'lgan elementar parallelepipedni ajratib olamiz (3.1-rasm). dM massasi elementar jismga molekulyar diffuziya orqali kiradi, uni uch o'q bo'ylab massa oqimlari yig'indisi sifatida ifodalash mumkin.
ordinata 1-2-3-4 yuz orqali, Fikning birinchi qonuniga muvofiq, massa d vaqtida keladi.
Guruch. 3.1. Fikning ikkinchi qonunining xulosasiga
va differentsial tenglamalar
Mx
D c dydzdt
x
. (3.13)
Mxdx
D
dxdzdt . (3.14)
x
(3.14) tenglamani yozishda ko'rib chiqilayotgan elementar jismdagi fizik xossalar o'zgarmas deb faraz qilingan. (3.13) tenglamadan (3.14) tenglikni ayirib, x o'qi yo'nalishi bo'yicha elementar parallelepipedga kiruvchi massa oqimini olamiz.
2c
dMx Mx Mxdx D x 2dxdydzdt
Xuddi shunday bahs yuritib, elementar parallelepipedga yu z o'qlari yo'nalishi bo'yicha kiradigan massa oqimi uchun ifodalarni olamiz.
dMy
dMz
2c
Dy2dxdydzdt ;
2c
Dz2dxdydzdt .
Butun elementar hajmdagi komponentning umumiy massa o'sishi
dMdMxdMydMz
D2cdxdydzdt, (3.15)
2 2c 2c
2c
qayerda
c
Laplas operatori hisoblanadi.
x2 y2
z2
Molekulyar diffuziya natijasida olingan ko'rib chiqilayotgan komponentning massasi uning elementar tanadagi kontsentratsiyasining o'zgarishiga olib keladi, bu quyidagi bog'liqlik bilan ifodalanishi mumkin:
dM dxdydz c dt. (3.16)
t
(3.15) va (3.16) tenglamalardan Fikning ikkinchi qonunining analitik ifodasini olamiz:
Fikning birinchi va ikkinchi qonunlari, aniq aytganda, faqat ikkilik tizimlar uchun amal qiladi.
|