확산 전류 및 확산 전류 밀도

확산 유량은 농도 차이로 인해 단위 시간당 관찰된 단면적을 통해 이동하는 물질의 양을 나타낸다. 이에 상응하는 확산 유량 밀도는 단위 면적당 이 양을 설명한다. 단순한 1차원적인 경우, 제1 피크 법칙에 따라 다음과 같다:

J = − D⋅ dc/dx

• J: 확산 전류 밀도 (예: 몰/제곱미터·초)
• D: 확산 계수
• c: 집중력
• dc/dx: 확산 방향의 농도 구배

마이너스 기호는 확산 흐름이 항상 농도가 감소하는 방향으로 향함을 나타냅니다. 유한 면적 A에 대해 전체 확산 흐름은 다음과 같이 구합니다.

n˙ = J⋅ A

n˙은 단위 시간당 면적을 통해 확산되는 물질의 양이다.

고체 및 분말 확산에서는 확산 계수가 매우 작아 결과적으로 발생하는 확산 유량이 기술적 시간 범위 내에서 대부분 미미합니다. 이러한 확산 계수는 유체가 기공, 모세관 또는 표면에서 빠르게 확산 가능한 상으로 존재하는 경우, 예를 들어 분말이나 다공성 응집체 내에서 재분배되는 수분, 용매 또는 가스와 같은 경우에 중요합니다.