При d«\ выражение (79)
совпадает с формулой (77), а при d»\- с (75). При d/X>10 коэффициент
D
практически не зависит от размера пор и обратно пропорционален
давлению; при d/\
< 0,1 он
не зависит от давления и прямо пропорционален эффективному размеру пор. В
промежуточной области коэффициент диффузии прямо пропорционален размеру
пор и обратно пропорционален давлению в степени л(1 > п > 0).
При дальнейшем уменьшении размера
пор мы сталкиваемся с ситуацией, когда диаметр поры соизмерим с диаметром
молекулы, и для того, чтобы диффундировать через такие поры,
молекулы должны обладать дополнительной энергией, необходимой для
преодоления сил притяжения со стороны поверхности твердого
тела.
Энергия активации (£) зависит от
размера поры. При кнудсеновском течении £ = 0. Для очень мелких
пор
(80)В связи с этим такой вид
диффузии называют активированным. Диффузионный поток в этом случае,
согласно закону Фика,
(81)где Da —
коэффициент активированной диффузии; Дс - изменение концентрации
газа внутри твердого тела по диффузионному пути /.
Концентрация газа в твердом теле
зависит от его растворимости и в большинстве случаев остается
неизвестной величиной. Поэтому вместо уравнения (81) пользуются
соотношением
(82)
> ■где Ь.р- разница
парциального давления газа в начале и конце диффузионного пути; к- постоянная
проницаемости, означающая количество газа, диффундирующего за 1 с через
1см2 площади тела толщиной 1мм при разности парциальных
Давлений 1,33 кПа.
