Courant de diffusion et densité de courant de diffusion

Le flux de diffusion indique quelle quantité de matière par unité de temps est transportée, en raison de différences de concentration, à travers une section transversale considérée. La densité de flux de diffusion correspondante décrit cette grandeur rapportée à l’unité de surface. Dans le cas simple, unidimensionnel, selon la première loi de Fick :

J = − D⋅ dc/dx

• J : densité de flux de diffusion (p. ex. mol par mètre carré et par seconde)
• D : coefficient de diffusion
• c : concentration
• dc/dx : gradient de concentration dans la direction de la diffusion

Le signe moins indique que le flux de diffusion est toujours dirigé vers les concentrations décroissantes. Pour une surface finie A, on obtient le flux de diffusion total comme

n˙ = J⋅ A

n˙ est la quantité de matière qui diffuse par unité de temps à travers la surface

Dans la diffusion dans les solides et les poudres, les coefficients de diffusion sont très faibles, de sorte que les flux de diffusion résultants sont généralement faibles aux échelles de temps techniques. Ils sont pertinents là où des fluides existent dans des pores, des capillaires ou à des surfaces sous forme de phase rapidement diffusable, par exemple l’humidité, les solvants ou les gaz qui se redistribuent dans des poudres ou des agglomérats poreux.