Диффузионный ток и плотность диффузионного тока

Поток диффузии указывает, какое количество вещества в единицу времени транспортируется через рассматриваемую поперечную площадь в результате различий в концентрации. Соответствующая плотность потока диффузии описывает эту величину в отношении единицы площади. В простом одномерном случае согласно первому закону Фика:

J = − D⋅ dc/dx

• J: плотность диффузионного тока (например, моль на квадратный метр в секунду)
• D: коэффициент диффузии
• c: концентрация
• dc/dx: градиент концентрации в направлении диффузии

Знак минус показывает, что поток диффузии всегда направлен в сторону уменьшения концентрации. Для конечной площади A общий поток диффузии получается как

n˙ = J⋅ A

n˙ — количество вещества, диффундирующее через поверхность за единицу времени

В диффузии твердых веществ и порошков коэффициенты диффузии очень малы, поэтому результирующие диффузионные потоки в технических условиях обычно незначительны. Они имеют значение там, где жидкости присутствуют в порах, капиллярах или на поверхностях в виде быстро диффундирующей фазы, например влага, растворители или газы, которые перераспределяются в порошках или пористых агломератах.