

علم الكيمياء

تاريخ الكيمياء والعلماء المشاهير

التحاضير والتجارب الكيميائية

المخاطر والوقاية في الكيمياء

اخرى

مقالات متنوعة في علم الكيمياء

كيمياء عامة


الكيمياء التحليلية

مواضيع عامة في الكيمياء التحليلية

التحليل النوعي والكمي

التحليل الآلي (الطيفي)

طرق الفصل والتنقية


الكيمياء الحياتية

مواضيع عامة في الكيمياء الحياتية

الكاربوهيدرات

الاحماض الامينية والبروتينات

الانزيمات

الدهون

الاحماض النووية

الفيتامينات والمرافقات الانزيمية

الهرمونات


الكيمياء العضوية

مواضيع عامة في الكيمياء العضوية

الهايدروكاربونات

المركبات الوسطية وميكانيكيات التفاعلات العضوية

التشخيص العضوي

تجارب وتفاعلات في الكيمياء العضوية


الكيمياء الفيزيائية

مواضيع عامة في الكيمياء الفيزيائية

الكيمياء الحرارية

حركية التفاعلات الكيميائية

الكيمياء الكهربائية


الكيمياء اللاعضوية

مواضيع عامة في الكيمياء اللاعضوية

الجدول الدوري وخواص العناصر

نظريات التآصر الكيميائي

كيمياء العناصر الانتقالية ومركباتها المعقدة


مواضيع اخرى في الكيمياء

كيمياء النانو

الكيمياء السريرية

الكيمياء الطبية والدوائية

كيمياء الاغذية والنواتج الطبيعية

الكيمياء الجنائية


الكيمياء الصناعية

البترو كيمياويات

الكيمياء الخضراء

كيمياء البيئة

كيمياء البوليمرات

مواضيع عامة في الكيمياء الصناعية

الكيمياء الاشعاعية والنووية
Solutions of the diffusion equation
المؤلف:
Peter Atkins، Julio de Paula
المصدر:
ATKINS PHYSICAL CHEMISTRY
الجزء والصفحة:
778
2025-12-25
48
Solutions of the diffusion equation
The diffusion equation, eqn 21.68, is a second-order differential equation with respect to space and a first-order differential equation with respect to time. Therefore, we must specify two boundary conditions for the spatial dependence and a single initial condition for the time-dependence. As an illustration, consider a solvent in which the solute is initially coated on one surface of the container (for example, a layer of sugar on the bottom of a deep beaker of water). The single initial condition is that at t = 0 all N0 particles are concentrated on the yz-plane (of area A) at x = 0. The two boundary conditions are derived from the requirements (1) that the concentration must everywhere be finite and (2) that the total amount (number of moles) of particles present is n0 (with n0 = N0/NA) at all times. These requirements imply that the flux of particles is zero at the top and bot tom surfaces of the system. Under these conditions it is found that
c(x,t) = e−x2/4Dt
as may be verified by direct substitution. Figure 21.26 shows the shape of the concentration distribution at various times, and it is clear that the concentration spreads and tends to uniformity.
Another useful result is for a localized concentration of solute in a three-dimensional solvent (a sugar lump suspended in a large flask of water). The concentration of diffused solute is spherically symmetrical and at a radius r is
c(r,t) = e−x2/4Dt
Other chemically (and physically) interesting arrangements, such as transport of sub stances across biological membranes can be treated (Impact I21.3). In many cases the solutions are more cumbersome.
Fig. 21.26 The concentration profiles above a plane from which a solute is diffusing. The curves are plots of eqn 21.72 and are labelled with different values of Dt. The units of Dt and x are arbitrary, but are related so that Dt/x2 is dimensionless. For example, if x is in metres, Dt would be in metres2; so, for D = 10−9 m2 s−1, Dt = 0.1 m2 corresponds to t = 108 s.
الاكثر قراءة في مواضيع عامة في الكيمياء الفيزيائية
اخر الاخبار
اخبار العتبة العباسية المقدسة
الآخبار الصحية

قسم الشؤون الفكرية يصدر كتاباً يوثق تاريخ السدانة في العتبة العباسية المقدسة
"المهمة".. إصدار قصصي يوثّق القصص الفائزة في مسابقة فتوى الدفاع المقدسة للقصة القصيرة
(نوافذ).. إصدار أدبي يوثق القصص الفائزة في مسابقة الإمام العسكري (عليه السلام)