Решение задачи по диффузии: Законы Фика

Для решения этой задачи необходимо вспомнить основные законы диффузии, сформулированные Адольфом Фиком. Процесс диффузии газа в твердом теле описывается двумя уравнениями: 1. Первый закон Фика описывает плотность диффузионного потока (количество вещества, проходящее через единицу площади в единицу времени). Он пропорционален градиенту концентрации: \[ q' = D \frac{\partial N_{1TB}}{\partial Z} \] (Здесь знак минус часто опускается, если рассматривается модуль потока или направление оси совпадает с направлением переноса). 2. Второй закон Фика (уравнение диффузии) описывает изменение концентрации вещества во времени в данной точке пространства. Для одномерного случая оно имеет вид: \[ \frac{\partial N_{1TB}}{\partial t} = D \frac{\partial^2 N_{1TB}}{\partial Z^2} \] Где: \( q' \) — плотность потока диффузии; \( D \) — коэффициент диффузии; \( N_{1TB} \) — концентрация газа в твердом теле; \( Z \) — координата; \( t \) — время. Анализируя предложенные варианты, мы видим, что оба этих закона (первый и второй законы Фика) представлены вместе в третьем варианте. Правильный ответ: \[ q' = D \frac{\partial N_{1TB}}{\partial Z} \quad \frac{\partial N_{1TB}}{\partial t} = D \frac{\partial^2 N_{1TB}}{\partial Z^2} \]