Diffúzió

Kis anyagi részecskék (atomok, molekulák, elektronok stb.) áramlása, melyet az illető részecskék helytől függően változó koncentrációja okoz. Az áramlás mindig a nagyobb koncentrációjú helyről a kisebb koncentrációjú hely felé történik. Az áramlás nagysága, intenzitása arányos az egységnyi hosszra eső koncentrációváltozással. Az arányossági tényező a diffúziós állandó, amely erősen függ a hőmérséklettől. A diffúzió jelentős szerepet játszik a félvezető eszközök gyártástechnológiájában. Az adalékanyagokat a félvezető kristályba nagyon gyakran diffúzió segítségével viszik be. A töltéshordozók diffúziója jelentős szerepet játszik a félvezető eszközök működésében.

A diffúzió bármely halmazállapotban lejátszódhat, tehát az a közeg, illetve az a közegpár, amelyben illetve amelyek között lejátszódik, nem specifikus jellemző. Annak ellenére, hogy a definíciók többsége szerint a diffúzió a koncentrációkülönbségek kiegyenlítődése irányában hat, ez sem lehet specifikus, hiszen az 5. definíció ezzel éppen ellentétes hatást is lehetségesnek tart.

 

A diffúzió folyamatának hajtóerejére nézve is többféle megfogalmazást találunk a definíciókban: a hajtóerő lehet sűrűség, vagy koncentrációkülönbség stb. Egyik definícióban megjelenik az a megfogalmazás is, hogy a diffúzió folyamatának eredményeképpen a vizsgált rendszer rendezetlensége, vagyis S entrópiája nő.

Molekuláris diffúzió: A (molekuláris) diffúzió egy anyagáramlási jelenség, melynek hajtóereje a sűrűségkülönbség. Az anyagáramlás sebessége a sűrűséggradienssel arányos. Ha más erő nem lép fel, a diffúzió képes megszüntetni a sűrűségkülönbséget. Ezt a jelenséget Brown-mozgásnak is szokták hívni, melyet a Fick törvény ír le. Egy szemléletes diffúziós jelenség, amikor egy látható füst betölti a szobát. De diffúziós folyamat a szagok terjedése is. Még egy példa: két kamrát egy cső köt össze, mely szeleppel zárható. Az egyiket megtöltjük valamilyen koncentrációjú jelző anyaggal. Amint kinyitjuk a szelepet anyagáramlás lép fel a csőben végül a két tartály koncentrációja kiegyenlítődik.

Turbulens diffúzió: A diffúzió fogalmat nemcsak a molekuláris diffúzióra értjük. Folyadékokban és gázokban nagyságrendekkel nagyobb átkeveredés jöhet létre.Ha a folyadékban, gázokban turbulens áramlás lép fel a részecskék a sebesség kaotikus pulzációja nyomán és a koncentráció ingadozása révén átkeverednek. A turbulens diffúzió konvekció függő(áramlás függő). A turbulens diffúzió nem valós diffúzió, hanem matematikai, azaz a gázok,folyadékok áramlását némi absztrakcióval egy diffúziós jelenségre vezetjük vissza. A diffúziót D-vel jelöljük és az indexe a diffúzió milyenségét jelöli (molekuláris, hossz vagy vertikális diffúzió stb.)

Forrás: wikipedia.hu