Термодиффузия

Термодиффузия (термофорез, эффект Людвига — Соре) — термодинамический эффект, заключающийся в появлении в смеси вследствие разности температур градиента концентрации компонентов^[1]. Эффект назван в честь немецкого физиолога Карла Людвига (1856) и швейцарского физика и химика Шарля Соре^[нем.] (1879), которые описали это явление.^[2][3] В большинстве случаев движение происходит от горячего к холодному, но в зависимости от природы частиц и жидкости возможно движение к более горячей области. Данный эффект обратен эффекту Дюфура.

Для случая, когда смесь состоит из двух компонентов, внешние силы равны нулю и давление одинаково во всех точках смеси, имеет место уравнение:

${\displaystyle D_{12}\nabla c_{1}+D_{12}^{'}c_{1}(1-c_{1})\nabla T=0.}$^[4]

Здесь ${\displaystyle c_{1}}$ — концентрация одной из компонент смеси, ${\displaystyle T}$ — температура, ${\displaystyle D_{12}}$ - коэффициент обычной диффузии, ${\displaystyle D_{12}^{'}}$ — коэффициент термодиффузии. Отношение коэффициента термодиффузии к коэффициенту обычной диффузии

${\displaystyle s_{T}={\frac {D_{12}^{'}}{D_{12}}}=-{\frac {\nabla c_{1}}{\nabla T}}{\frac {1}{c_{1}(1-c_{1})}}}$

называется коэффициентом Соре.

Примечания

1. Термодинамика необратимых процессов, 1956, с. 141.
2. Carl Ludwig: Diffusion zwischen ungleich erwärmten Orten gleich zusammengesetzter Lösungen. Sitzungsbericht. Kaiser. Akad. Wiss. (Mathem.-Naturwiss. Cl.), Wien, 65, 1856, S. 539.
3. Charles Soret: Sur l'état d'équilibre que prend, du point de vue de sa concentration, une dissolution saline primitivement homogène, dont deux parties sont portées à des températures différentes. In: Archives de Genève, 3e période, tome II, 1879, S. 48.
4. Термодинамика необратимых процессов, 1956, с. 146.

Литература

• де Гроот С. Р. Термодинамика необратимых процессов. — М.: ГИТТЛ, 1956. — 277 с.