扩散现象--中文百科全书

基本简介

扩散现象

扩散现象（diffusion phenomena）是指由于气体中某种分子的数密度的空间分布不均匀，使该种气体分子从数密度较大区域自发地迁移到数密度较小的区域的现象。扩散有互扩散、自扩散、热扩散、热流逸及强製扩散等形式。

物理意义

将装有两种不同气体的两个容器连通，经过一段时间，两种气体就在这两个容器中混合均匀，这种现象叫做扩散。用密度不同的同种气体实验，扩散也会发生，其结果是整个容器中气体密度处处相同。在液体间和固体间也会发生扩散现象。例如清水中滴入几滴红墨水，过一段时间，水就都染上红色；又如把两块不同的金属紧压在一起，经过较长时间后，每块金属的接触面内部都可发现另一种金属的成份。

扩散现象

在扩散过程中，气体分子从密度较大的区域移向密度较小的区域，经过一段时间的掺和，密度分布趋向均匀。在扩散过程中，迁移的分子不是单一方向的，只是密度大的区域向密度小的区城迁移的分子数，多于密度小的区域向密度大的区域迁移的分子数。

基本分类

⑴互扩散

例如把一容器用隔板分隔为左、右两部分，其中分别装有两种不会产生化学反应的气体A和B。两部分气体的温度、压强均相等，因而气体分子数密度也相等。若把隔板抽除，左边的A气体将向右边的B气体中扩散，同样右边的B气体将向左边的A气体中扩散。经过足够长的时间后，两种气体都将均匀分布在整个容器中，这就是互扩散。由于发生互扩散的两种气体分子的大小、形状可能不同，它们扩散速率也可能不同，所以互扩散仍是较复杂的过程。

扩散现象

⑵自扩散

是一种使发生互扩散的两种气体分子之间的差异尽量变小，使它们相互扩散的速率趋于相等的互扩散过程。较为典型的自扩散例子是同位素之间的互扩散。因为同位素原子仅有核质量的差异，核外电子分布及原子的大小均可认为相同，因而扩散速率几乎是一样的。例如若在CO2气体（其中碳为12C）中含有少量的碳为14C的CO2，就可研究后者在前者中由于浓度不同所产生的扩散。具有放射性的14C浓度可利用β衰变仪检测出。