[科普中国]-质量扩散率-

质量扩散率或扩散系数是因分子扩散而产生的分子通量和分子浓度梯度之间的比例。在菲克定律及许多物理化学的方程中都有提及质量扩散率。

简介质量扩散率或扩散系数是因分子扩散而产生的分子通量和分子浓度梯度之间的比例。在菲克定律及许多物理化学的方程中都有提及质量扩散率。

质量扩散率一般都是用在多成分的系统中，会列出二个成分，而且成对比较。此成分的扩散系数越高，它越容易扩散到其他成分中。一般而言，一般化合物对空气的质量扩散率约为对水的质量扩散率的10000倍，二氧化碳对空气的质量扩散率为16mm2/s，对水的扩散率则为0.0016mm2/s。

质量扩散率的国际单位制单位为m2/s，厘米-克-秒制单位则为cm2/s。1

质量扩散率和温度的关系固体固体在不同温度下的质量扩散率可由阿伦尼乌斯方程描述：

其中D为质量扩散率；D0为最大的质量扩散率；EA为扩散的活化能；T为绝对温度（K）；k为波兹曼常数。

液体液体质量扩散率和温度的关系可以由爱因斯坦关系预测：

其中下标T1和T2是指二个不同的温度下的物理量；D是质量扩散率；T为绝对温度；μ是指粘度。

气体气体质量扩散率和温度的关系可以用Chapman–Enskog理论描述，平均误差在8%以内

其中下标1和2是指二种分子；T为绝对温度（K）；M为莫耳质量；p是压力；为平均碰撞直径（数值已列表，单位Å）；Ω是和温度有关的碰撞积分（数值已列表，但通常数量级只为1，无因次量）；D为质量扩散率。1