主差稳态(main difference steady state) vs. 非稳态扩散(unsteady state diffusion)

在任何不同于绝对零的温度下，物质的所有原子（气体、液体或固体中）都在不断地运动。这些运动会导致彼此碰撞。由于这些碰撞，粒子的运动似乎是曲折的。然而，可以观察到，高浓度的粒子在被称为扩散的浓度梯度上趋向于朝较低浓度移动。扩散可以分为稳态扩散和非稳态扩散两种。稳态扩散与非稳态扩散的主要区别在于稳态扩散以恒定速率发生，而非稳态扩散速率是时间的函数。这两种类型都可以用Fick定律定量描述。

覆盖的关键领域

1.什么是稳态扩散-定义，与菲克第一定律的关系2.什么是非稳态扩散-定义，与菲克第一定律和第二定律的关系3.稳态和非稳态扩散之间的区别-主要区别的比较

关键词：碰撞，扩散，菲克定律，稳态扩散，非稳态扩散

什么是稳态扩散(steady state diffusion)？

稳态扩散是以恒定速率发生的扩散形式。在这里，穿过给定界面的粒子摩尔数随时间是恒定的。因此，在整个系统中，浓度随距离的变化率（dc/dx）为常数，浓度随时间的变化率为零（dc/dt）。

对于稳态，

dc/dx=常数

dc/dt=0

其中dc是浓度的变化，dx是一个小距离，dt是一个小时间段。

Figure 1: Diffusion

Fick第一定律定量地决定了稳态扩散和非稳态扩散。菲克第一定律说，扩散通量与现有的浓度梯度成正比，数学上可以表示为，

J=-D（Dϕ/（dx）

在哪儿，

• J为扩散通量；它的维数是单位时间内单位面积内物质的量，单位是摩尔 米−2秒−1.
• D是扩散系数。它也被称为扩散率。该部件的尺寸为单位时间的面积，因此单位为m2/s。
• ϕ 是浓度。单位为mol/m3。
• x是溶质的位置。此组件的尺寸是长度。以m为单位。

什么是非稳态扩散(unsteady state diffusion)？

非稳态扩散或非稳态扩散是扩散速率随时间变化的一种扩散形式。这意味着扩散速率与时间有关。因此，浓度随距离的变化率（dc/dx）不是一个常数，浓度随时间的变化也不是零。

对于非稳态，

dc/dx=随时间变化

直流/直流≠ 0

其中dc是浓度的变化，dx是一个小距离，dt是一个小时间段。

Fick第二定律定量地确定了非稳态扩散。菲克第二扩散定律用于预测扩散发生时浓度随时间的变化。它由下面的偏微分方程给出。

δϕ/δt=Dδ2ϕ/δx2个

在哪儿，

• ϕ 是浓度（取决于时间和位置（x）的维度）。
• t是时间（由s表示）
• D是扩散系数。
• X是位置（由长度尺寸给出）。

因此，不稳定状态被描述为一个偏扩散方程。

稳态(steady state)和非稳态扩散(unsteady state diffusion)的区别

定义

稳态扩散：稳态扩散是以恒定速率发生的扩散形式。

非稳态扩散：非稳态扩散或非稳态扩散是一种扩散形式，扩散速率是时间的函数。

扩散速率

稳态扩散：对于稳态扩散，扩散速率是恒定的。

非稳态扩散：对于非稳态扩散，扩散速率不是常数。它随时间而变化。

时间依赖性

稳态扩散：稳态扩散不随时间变化。

非稳态扩散：非稳态扩散是时间的函数（随时间变化）。

与菲克定律的关系

稳态扩散：稳态可由菲克第一定律定量确定。

非稳态扩散：非稳态扩散可由菲克第一定律和第二定律定量确定。

结论

稳态扩散和非稳态扩散是扩散的两种类型。这两种类型都可以用菲克定律定量描述。稳态扩散和非稳态扩散的主要区别在于稳态扩散是以恒定速率发生的，而非稳态扩散速率是时间的函数。

引用

1.“扩散机制。”第5章。扩散，可在此处找到。2粘弹性（非Fickian）扩散〉，《加拿大化学工程杂志》，第83卷，2005年12月，第913-915页。， 这里有。3。“多物理百科全书。 2.“粘弹性（非菲克）扩散”，《加拿大化学工程杂志》，第83卷，2005年12月，第913-915页。， 3.“多物理百科全书”.康索尔，