Ключовата разлика между Кнудсен и молекулярната дифузия е, че Кнудсеновата дифузия включва сблъсъка на газови молекули със стените на порите, докато молекулярната дифузия включва движението на молекули от една система към друга според концентрационния градиент.
Дифузията се отнася до движението на молекули (по-специално газови молекули) през система. Този процес може да се намери в два вида: дифузия на Кнудсен и молекулярна дифузия.
Какво е Кнудсенова дифузия?
Дифузията на Кнудсен е дифузията, която възниква, когато мащабната дължина на системата е сравнима или по-малка от средния свободен път на участващата частица. Този термин се използва главно във физиката и химията и е кръстен на учения Мартин Кнудсен.
Когато разглеждаме движението (по-конкретно, дифузията) на газовите молекули през много малки капилярни пори, ако средният свободен път на дифузиращите газови молекули е по-голям от диаметъра на порите, тогава това означава плътността на този газ е много ниско и газовите молекули са склонни да се сблъскват със стените на порите в сравнение със сблъсъците между молекулите. Този процес се нарича дифузия на Кнудсен или поток на Кнудсен.
Фигура 01: Молекула в цилиндрична пора по време на дифузия на Knudsen
Освен това можем да дефинираме числото на Кнудсен, което е добра мярка за относителното значение на дифузията на Кнудсен. Ако това число е по-голямо от 1, това означава, че дифузията на Кнудсен е важна за тази система. На практика това число е приложимо само за газове. Това е така, защото средният свободен път на молекулите в течно или твърдо състояние е много малък.
Какво е молекулярна дифузия?
Дифузията е движението на молекули от област с висока концентрация към ниска концентрация чрез концентрационен градиент. Тези движения се случват в един и същ разтвор. Факторите, които влияят на концентрационния градиент, влияят и на дифузията.
Това движение се прекратява, когато концентрациите на двата региона се изравнят във всяка точка. Това означава, че това движение се случва, докато градиентът на концентрация изчезне. След това молекулите се разпространяват навсякъде в разтвора.
Фигура 02: Дифузия на йони между две системи
Скоростта на движение на молекулите чрез дифузия е функция на температурата, вискозитета на газа (или течността) и размера на частиците. Обикновено молекулярната дифузия описва нетния поток от молекули от област с висока концентрация към ниска концентрация. Когато разглеждаме двете системи, A1 и A2, които са при една и съща температура и са способни да обменят молекули между тях, промяната в потенциалната енергия в която и да е от тези системи може да създаде енергиен поток от една система към друга (от A1 до A2 или обратно), тъй като всяка система естествено предпочита състояния с ниска енергия и висока ентропия. Това създава състояние на молекулярна дифузия.
Каква е разликата между Knudsen и молекулярната дифузия?
Има два вида дифузия като дифузия на Кнудсен и молекулярна дифузия. Ключовата разлика между Кнудсен и молекулярната дифузия е, че дифузията на Кнудсен включва сблъсъка на газови молекули със стените на порите, докато молекулярната дифузия включва движението на молекули от една система в друга според градиента на концентрация.
Обобщение – Кнудсен срещу молекулярна дифузия
Има два вида дифузия като дифузия на Кнудсен и молекулярна дифузия. Ключовата разлика между Кнудсен и молекулярната дифузия е, че дифузията на Кнудсен включва сблъсъка на газови молекули със стените на порите, докато молекулярната дифузия включва движението на молекули от една система в друга според градиента на концентрация.
