了解分子在介质中的运动是物理、化学和工程学等各个科学领域的一个重要方面。测量这种运动的一种方法是计算扩散系数，它量化介质中分子扩散的速率。我们易于使用的扩散系数计算器可以帮助您根据介质的温度、粘度和分子量确定该值。
公式
扩散系数 (D) 可以使用以下公式计算：
D = (k * T) / (6 * π * η * r)
地点：
- D 是扩散系数 (cm²/s)
- k 是玻尔兹曼常数 (1.380649 × 10^-23 J/K)
- T 是温度 (K)
- η 是粘度 (cP)
- r 是分子半径 (m)
值得注意的是，我们的计算器假设分子是球形的，并使用斯托克斯-爱因斯坦方程来确定扩散系数。
例如：
要计算物质的扩散系数，您需要温度、粘度和分子量。让我们使用以下值：
温度 (T): 300 K 粘度 (η): 0.001 Pa·s 分子量 (M): 28 g/mol
首先，我们需要将分子量转换为分子半径 (r)。利用分子量和理想气体定律，我们可以估算分子半径：
r ≈ (3 * M) / (4 * π * N * ρ)
其中 N 是阿伏加德罗数 (6.022 x 10^23 mol^(-1))，ρ 是 密度 物质的含量（千克/立方米）。假设我们的示例密度为 1.25 kg/mXNUMX，我们得到：
r ≈ (3 * 28) / (4 * π * (6.022 x 10^23) * 1.25) ≈ 1.95 x 10^(-10) 米
现在我们可以将这些值代入扩散系数的公式中：
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
因此，该物质的扩散系数约为 3.284 x 10^(-5) cm²/s。
结论
扩散系数计算器提供了一种计算给定物质的扩散系数的简单方法。通过输入温度、粘度和分子量，您可以获得分子扩散速率的估计值。这些信息对各种应用都有帮助，从了解多孔材料中的传输现象到分析空气或水中污染物的扩散。