Grundgesetze der Diffusion. Das erste Gesetz besagt, dass die Diffusionsstromdichte dem Konzentrationsgradienten proportional ist, J = −D(dC/dx); das zweite beschreibt die zeitliche Änderung der Konzentration, ∂C/∂t = D(∂²C/∂x²).
Japanische Bezeichnung: フィックの法則
„Ficksche Gesetze“ kommt in 1 Übungsfrage aus 1 Thema vor, darunter Kristallbaufehler und Diffusion.
Fachgebiet: Kristallbaufehler und Diffusion
Lösung: C. ca. 2,4×10⁻⁹ kg/(m²·s)
Im stationären Zustand gilt das erste Ficksche Gesetz J = −D(dC/dx). Der Konzentrationsgradient beträgt (0,8 − 1,2)/(5,0×10⁻³ m) = −80 kg/m⁴, also J = 3,0×10⁻¹¹ × 80 = 2,4×10⁻⁹ kg/(m²·s), und der Strom fließt von der Seite hoher zur Seite niedriger Konzentration. Ca. 2,4×10⁻¹² teilt durch die Dicke in mm (5,0) und ist ein Fehler bei der Einheitenumrechnung, ca. 7,2×10⁻⁹ verwendet statt der Konzentrationsdifferenz die Konzentration 1,2 kg/m³ einer Seite. Da der Konzentrationsunterschied den Strom verursacht, kommt es auf den richtigen Gradienten an. Dieser Ansatz wird auch bei Wasserstoffpermeationsversuchen und zur Bewertung von Gastrennmembranen verwendet.
Im stationären Zustand gilt das erste Ficksche Gesetz J = −D(dC/dx).
Durch ein 5,0 mm dickes Stahlblech, dessen beide Oberfläche…