主な違い - 物質移動と拡散
物質移動と拡散は、流体中の溶質の拡散または凝集を説明するために使用される 2 つの重要な用語です。物質移動は一般的な用語であり、拡散は物質移動の一形態です。物質移動は、ある場所から別の場所への物質の輸送です。拡散とは、溶質がシステム全体に均一に分布することです。物質移動と拡散の主な違いは、物質移動は濃度勾配を横切って発生する場合と発生しない場合があるのに対し、拡散は濃度勾配を横切って発生することです。
対象となる主な分野
1.一括転送とは
– 定義、さまざまな形式、アプリケーション
2.拡散とは
– 流量の定義、説明、決定
3.物質移動と拡散の違いは何ですか
– 主な相違点の比較
重要な用語:吸収、濃縮、拡散、蒸留、蒸発、物質移動、沈殿、昇華
大量移動とは
物質移動という用語は、ある場所から別の場所への物質の輸送を指します。物質移動が起こる多くの異なる化学プロセスがあります。これらのプロセスの一部を以下に示します。
- 吸収
- 蒸発
- 昇華
- 乾燥中
- 降水量
- 膜ろ過
- 蒸留など
ほとんどの場合、物質移動は化学反応とともに発生します。プロセスの中には、相転移を伴うものがあります。つまり、水の蒸発は、液体の水を蒸気に変換することです。ここで、容器内の水が空気中に移動します。
図 1:蒸発は一種の物質移動です
物質移動の重要な用途がいくつかあります。たとえば、汚染物質の分散、乾燥、加湿、材料の分離とドーピング、混合物の気化と凝縮、冷却塔、呼吸、発汗など。
拡散とは
溶質または気体が空気または水を介して高濃度の領域から低濃度の領域に移動することを拡散と呼びます。言い換えれば、分子は濃度勾配を通って移動します。したがって、濃度勾配に影響を与える要因は拡散に影響を与えます。
図 2:拡散とは、溶質がシステム全体に均等に広がることです
システム全体 (気体または液体) の濃度が等しくなると、拡散は終了します。これは、すべての溶質がシステム全体に均等に分散するまで拡散が発生することを意味します。しかし、拡散は別の膜を使用して監視できます。例えば、不透過膜は拡散を起こさせません。半透膜は、特定の溶質粒子の通過を可能にします。
拡散における流速は、次の式で与えられます。この式によると、溶質の拡散は濃度勾配に比例します。
J =-D (dc/dx)
J は単位面積の基準面を単位時間に通過する物質の量、D は拡散定数、c は溶質の濃度、x は方向 (または場所）
物質移動と拡散の違い
定義
大量転送: 物質移動とは、ある場所から別の場所への物質の輸送を指します。
拡散: 拡散とは、溶質または気体が空気または水を介して高濃度の領域から低濃度の領域に移動することです。
原則
大量転送: 物質移動は、相転移、分離、または化学反応の結果として発生する可能性があります。
拡散: 拡散は、高濃度領域から低濃度領域への質量の移動を引き起こします。
濃度勾配
大量転送: 濃度勾配を越えて物質移動が発生する場合と発生しない場合があります。
拡散: 拡散は濃度勾配を越えて発生します。
溶質の移動
大量転送: 物質移動には、溶質の移動 (例:蒸発) が含まれる場合や、溶質の移動が停止する場合 (例:沈殿) があります。
拡散: 拡散には常に溶質の移動が伴います。
結論
物質移動とは、ある場所から別の場所への物質の移動です。拡散は物質移動の一形態です。物質移動と拡散の主な違いは、濃度勾配を横切って物質移動が発生する場合と発生しない場合があるのに対し、拡散は濃度勾配を横切って発生することです。
参照:
1.「マルチフィジックス百科事典」。
2. COMSOL、こちらから入手できます。 "拡散。"ブリタニカ百科事典、ブリタニカ百科事典、2016 年 2 月 24 日、こちらから入手可能。
3. 「物質移動。」ウィキペディア、ウィキメディア財団、2018 年 1 月 24 日、こちらから入手可能。
画像提供:
1. Tristan Schmurr による「Blausen 0315 Diffusion」(CC BY 2.0)、Flickr 経由
2.「Vaporization」BruceBlaus 著 – 自身の作品 (CC BY 3.0)、Commons Wikimedia 経由
