擴散的熱力學分析_第1頁
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1、擴散的熱力學分析第1頁，共10頁，2022年，5月20日，13點17分，星期三一、擴散的產生 單相體系由i，j兩組元組成，摩爾分數(shù)分別為ci和cj ，恒溫恒壓時，體系的自由能變量dG： 若兩點間化學勢i不相等，則i原子就會在兩點間發(fā)生移動，產生擴散現(xiàn)象?？梢姡瑪U散是在不同化學勢兩點之間進行的，原子由化學勢較高之處遷至較低之處，直至化學勢相等。第2頁，共10頁，2022年，5月20日，13點17分，星期三二、菲克第一定律 1mol的組員i從化學勢較高（ iO ）的O點擴散到化學勢較低（ iO ）的O點，距離設為x則：擴散的動力：化學勢梯度作用于一個i原子在x方向遷移的動力Xi：第3頁，共10頁，

2、2022年，5月20日，13點17分，星期三由于擴散通量J正比于擴散動力，因此:對理想溶液，或菲克第一定律二、菲克第一定律擴散通量的普遍方程第4頁，共10頁，2022年，5月20日，13點17分，星期三三、菲克第二定律 設Bi為單位擴散動力作用下原子遷移的速率，則在擴散動力Xi作用下i原子的平均擴散速率i為 單位時間內通過垂直界面上單位面積的原子數(shù)ni：第5頁，共10頁，2022年，5月20日，13點17分，星期三三、菲克第二定律 在x和（x+dx）處的兩個垂直于x軸平行面間，每單位體積單位時間內，i原子的增量為：而第6頁，共10頁，2022年，5月20日，13點17分，星期三三、菲克第二定律菲克第二定律其中：第7頁，共10頁，2022年，5月20日，13點17分，星期三四、擴散系數(shù)D0：i原子在理想固溶體中的擴散系數(shù)或自擴散系數(shù)由Gibbs-Duhem方程可得：第8頁，共10頁，2022年，5月20日，13點17分，星期三四、擴散系數(shù)熵值增加，體系自由能降低。下坡擴散 熵值減小，但內能減小更多，體系的自由能仍然降低。上坡擴散第9頁，共10頁，2022年，5月20日，13點17分，星期三T

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