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Fenomeno

Fenomeno Fate cadere una goccia d’inchiostro in un bicchier d’acqua : osserverete l’inchiostro diffondere nell’acqua e, alla fine, diventare indistinguibile ( l’acqua acquista una colorazione leggermente blu ). DIFFUSIONE MOLECOLARE NEI FLUIDI.

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Fenomeno

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Presentation Transcript

  1. Fenomeno Fate cadereunagocciad’inchiostro in un bicchierd’acqua: osserveretel’inchiostrodiffonderenell’acqua e, alla fine, diventareindistinguibile (l’acquaacquistaunacolorazioneleggermenteblu). DIFFUSIONE MOLECOLARE NEI FLUIDI

  2. Se mescolateilfluido con un cucchiaio, ilfenomenoaccelera. DIFFUSIONE MOLECOLARE NEI FLUIDI

  3. DIFFUSIONE MOLECOLARE NEI FLUIDI • Immaginiamo di avere due specie chimiche in un recipiente, completamente separate da un setto. Il sistema non è immobile:l’agitazionecasualedellemolecoleporta a scambiareposizionetramolecolevicine. Tuttavia, poiché le molecole in ciascuna parte sono identiche, la composizione del sistema non cambia. Se sirimuoveilsetto, l’agitazionecasuale continua a far scambiareposizionetramolecolevicine. Nelle zonelontanedalcentro le molecolechesiscambianoposizionesonodellostessotipo, mentrenelle zone centrali le molecolechesiscambianoposizionesonosiaazzurrechegrigie e quindi la composizione cambia. Il flussodimateriadiciascuna specie,chesirealizza in fluidostagnante per effettodeigradientidiconcentrazione, sichiamaflussodiffusivoed è direttamenteproporzionale al gradientediciascuna specie, e di verso opposto (leggedi FICK). • Nell’esempio in oggetto, a partiredaunadistribuzionediscontinua, per effettodelladiffusione sirealizzaunadistribuzione continua con gradiente sempre meno accentuato.

  4. DIFFUSIONE MOLECOLARE NEI FLUIDI • Il flussodiffusivoJ in una soladirezione (p.es. z) edosservatain un istanteparticolareè dato (leggediFick) da • J: flussodiffusivo, kg/(m2s) C: concentrazione, kg/m3o g/cm3 z: posizione (dz in mo cm) D: coefficientedidiffusione(m2/so cm2/s) z quandodCè positivo, Jènegativo (ha verso opposto a quellodell’assez ) J quandodCè negativo, Jè positivo (ha verso concorde a quellodell’assez ) come mostrato in figura. z z + dz C C + dC

  5. Diffusionestazionaria Statostazionario: ilprofilodiconcentrazione (concentrazione in funzionedellaposizione) non cambia nel tempo, cioèC=C(x) LeggediFick Esempio: CA = 1.2 kg/m3 CB = 0.8 kg/m3 D = 3 x 10-5m2/s DIFFUSIONE MOLECOLARE NEI FLUIDI Jcambia con xma non con t A B A B CA ProfilodiC stazionario CA Profilodiconcentrazione C C CB 5 mm CB Si puòrealizzare se CAeCBsono tenuti costanti. z z

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