Comprendre le mouvement des molécules dans un milieu est un aspect important de divers domaines scientifiques, notamment la physique, la chimie et l'ingénierie. Une façon de mesurer ce mouvement consiste à calculer le coefficient de diffusion, qui quantifie le taux de diffusion moléculaire dans un milieu. Notre calculateur de coefficient de diffusion facile à utiliser peut vous aider à déterminer cette valeur en fonction de la température, de la viscosité et du poids moléculaire du milieu.
Laits en poudre
Le coefficient de diffusion (D) peut être calculé à l'aide de la formule suivante :
ré = (k * T) / (6 * π * η * r)
Où :
- D est le coefficient de diffusion (cm²/s)
- k est la constante de Boltzmann (1.380649 × 10^-23 J/K)
- T est la température (K)
- η est la viscosité (cP)
- r est le rayon moléculaire (m)
Il est important de noter que notre calculateur suppose que la molécule est sphérique et utilise l'équation de Stokes-Einstein pour déterminer le coefficient de diffusion.
Exemple
Pour calculer le coefficient de diffusion d'une substance, vous aurez besoin de la température, de la viscosité et du poids moléculaire. Utilisons les valeurs suivantes :
Température (T) : 300 K Viscosité (η) : 0.001 Pa·s Poids moléculaire (M) : 28 g/mol
Tout d’abord, nous devons convertir le poids moléculaire en rayon moléculaire (r). En utilisant le poids moléculaire et la loi des gaz parfaits, nous pouvons estimer le rayon moléculaire :
r ≈ (3 * M) / (4 * π * N * ρ)
Où N est le nombre d'Avogadro (6.022 x 10^23 mol^(-1)) et ρ est le densité de la substance (kg/m³). En supposant une densité de 1.25 kg/m³ pour notre exemple, nous obtenons :
r ≈ (3 * 28) / (4 * π * (6.022 x 10^23) * 1.25) ≈ 1.95 x 10^(-10) m
Nous pouvons maintenant intégrer ces valeurs dans la formule du coefficient de diffusion :
D = (1.380649 × 10^-23 J/K * 300 K) / (6 * π * 0.001 Pa·s * 1.95 x 10^(-10) m) * 10000 ≈ 3.284 x 10^(-5) cm²/ s
Ainsi, le coefficient de diffusion de cette substance est d'environ 3.284 x 10^(-5) cm²/s.
Conclusion
Le calculateur de coefficient de diffusion offre un moyen simple de calculer le coefficient de diffusion pour une substance donnée. En saisissant la température, la viscosité et le poids moléculaire, vous pouvez obtenir une estimation du taux de diffusion moléculaire. Ces informations peuvent être utiles dans diverses applications, depuis la compréhension des phénomènes de transport dans les matériaux poreux jusqu'à l'analyse de la diffusion de polluants dans l'air ou l'eau.