Forskel mellem diffusion og effusion

Det vigtigste forskel mellem diffusion og effusion er det diffusion forekommer, når hullerne i en barriere er større end den gennemsnitlige frie bane af gas, men effusion forekommer, når hullerne i en barriere er mindre end den gennemsnitlige frie vej for en gas.

Diffusion og effusion er egenskaber ved gasser, og studerende forvirrer meget mellem disse egenskaber på grund af lignende klingende navne. Selvom både diffusion og effusion involverer gasser, og hvordan gasser strømmer og på hvilke faktorer denne strømningshastighed afhænger, er de to fænomener forskellige fra hinanden. Den måde, de er forskellige på, vil blive drøftet i denne artikel.

INDHOLD

1. Oversigt og nøgleforskel
2. Hvad er diffusion
3. Hvad er effusion
4. Sammenligning side ved side - diffusion vs effusion i tabelform
5. Resume

Hvad er diffusion?

Diffusion af en gas er processen med at udvide gassen til et nyt volumen gennem en barriere, der har huller, som er større end den gennemsnitlige frie vej for gassen. Den gennemsnitlige frie vej er den gennemsnitlige afstand, som et individuelt gasmolekyle rejser, før det kolliderer med et andet gasmolekyle.

Figur 01: Diffusionsproces

Men hvis der ikke er nogen barriere, overvejer vi et stort hul, der er stort nok til at dække grænsen mellem gassen og det nye volumen (som gassen vil ekspandere til). Yderligere er diffusionen langsommere sammenlignet med effusion. Det skyldes, at diffusionen er begrænset af gasmolekylers størrelse og kinetiske energi.

Hvad er Effusion?

Effusion er en anden egenskab ved gasser, der tillader gasser at bevæge sig fra områder med højt tryk til områder med lavt tryk gennem et pinhole. Med andre ord er det processen med at udvide gas gennem en barriere med et eller flere små huller; barrieren forhindrer distribution af gas, medmindre gasmolekylerne tilfældigvis bevæger sig gennem hullerne. Her betyder udtrykket "små huller" huller, der har en diameter mindre end den gennemsnitlige frie bane for gassen.

Figur 02: Effusion af en gas

Typisk er effusionen hurtigere end diffusion, fordi der ikke er behov for gasmolekyler til at bevæge sig rundt i andre gasmolekyler for at finde deres destination. Specifikt vil negativt tryk på gassen gøre processen med effusion hurtigere.

Hvad er forskellen mellem diffusion og effusion?

Diffusion opstår, når hullerne i en barriere er større end den gennemsnitlige frie gasbane, hvorimod effusion forekommer, når hullerne i en barriere er mindre end den gennemsnitlige frie vej for en gas. Dette er den vigtigste forskel mellem diffusion og effusion. Desuden er diffusion af gasmolekyler gennem barrieren lettere end bevægelsen af ​​gasmolekyler via effusion. Det skyldes hovedsageligt størrelsen på hullerne i barrieren; barriere har en diameter, der er større end den gennemsnitlige frie bane for gasmolekyler i diffusion, hvorimod barrieren har en diameter, der er mindre end den gennemsnitlige frie vej for gasmolekyler i effusion. Derfor er dette også en betydelig forskel mellem diffusion og effusion.

Imidlertid er diffusionshastigheden langsommere sammenlignet med effusion. Det skyldes, at diffusionen er begrænset af gasmolekylers størrelse og kinetiske energi. Derudover er gasmolekylerne nødt til at bevæge sig rundt i andre gasmolekyler for at finde deres destination gennem barrieren, som ikke sker i effusion.

Nedenstående infografik viser forskellen mellem diffusion og effusion i tabelform.

Resume - Diffusion vs Effusion

I denne artikel diskuterede vi udtrykkene diffusion og effusion vedrørende gasser. Den vigtigste forskel mellem diffusion og effusion er, at diffusion forekommer, når hullerne i en barriere er større end den gennemsnitlige frie bane af gas, mens effusion finder sted, når hullerne i en barriere er mindre end den gennemsnitlige frie vej for en gas.

Reference:

1. Helmenstine, Todd. "Hvad er forskellen mellem diffusion og effusion?" ThoughtCo, 28. september 2018. Tilgængelig her  

Billede høflighed:

1. ”Diffusion” af JrPol - Eget arbejde, (CC BY 3.0) via Commons Wikimedia  
2. ”Effusion” af Astrang13 - Eget arbejde, (CC BY-SA 3.0) via Commons Wikimedia