La diferència clau entre Knudsen i la difusió molecular és que la difusió de Knudsen implica la col·lisió de molècules de gas amb les parets dels porus, mentre que la difusió molecular implica el moviment de molècules d'un sistema a un altre segons el gradient de concentració..
La difusió es refereix al moviment de molècules (específicament molècules de gas) a través d'un sistema. Aquest procés es pot trobar en dos tipus: difusió Knudsen i difusió molecular.
Què és Knudsen Diffusion?
La difusió de Knudsen és la difusió que es produeix quan la longitud d'escala d'un sistema és comparable o menor que el camí lliure mitjà de la partícula implicada. Aquest terme s'utilitza principalment en física i química, i va rebre el nom del científic Martin Knudsen.
Quan es considera el moviment (més específicament, la difusió) de les molècules de gas a través de porus capil·lars molt petits, si el camí lliure mitjà de les molècules de gas que es difonen és més gran que el diàmetre dels porus, això significa la densitat d'aquest gas és molt baixa, i les molècules de gas tendeixen a xocar amb les parets dels porus en comparació amb les col·lisions entre les molècules. Aquest procés s'anomena difusió Knudsen o flux Knudsen.
Figura 01: una molècula en un porus cilindre durant la difusió de Knudsen
A més, podem definir el nombre de Knudsen, que és una bona mesura de la importància relativa de la difusió de Knudsen. Si aquest nombre és superior a 1, vol dir que la difusió Knudsen és important per a aquest sistema. Pràcticament, aquest nombre només és aplicable als gasos. Això es deu al fet que el camí lliure mitjà de les molècules en estat líquid o sòlid és molt petit.
Què és la difusió molecular?
La difusió és el moviment de molècules d'una regió d' alta concentració a una concentració baixa mitjançant un gradient de concentració. Aquests moviments es produeixen en la mateixa solució. Els factors que afecten el gradient de concentració també afecten la difusió.
Aquest moviment s'acaba quan les concentracions de les dues regions es tornen iguals en cada punt. Això vol dir que aquest moviment es produeix fins que desapareix el gradient de concentració. Aleshores, les molècules es van estendre per tot arreu dins de la solució.
Figura 02: difusió d'ions entre dos sistemes
La velocitat del moviment de les molècules per difusió és una funció de la temperatura, la viscositat del gas (o fluid) i la mida de les partícules. Normalment, la difusió molecular descriu el flux net de molècules d'una regió d' alta concentració a una concentració baixa. Quan es consideren els dos sistemes, A1 i A2, que estan a la mateixa temperatura i són capaços d'intercanviar molècules entre ells, un canvi en l'energia potencial en qualsevol d'aquests sistemes pot crear un flux d'energia d'un sistema a l' altre (de A1 a A2 o viceversa) ja que qualsevol sistema prefereix naturalment els estats de baixa energia i alta entropia. Això crea un estat de difusió molecular.
Quina diferència hi ha entre Knudsen i la difusió molecular?
Hi ha dos tipus de difusió com la difusió Knudsen i la difusió molecular. La diferència clau entre Knudsen i la difusió molecular és que la difusió Knudsen implica la col·lisió de molècules de gas amb les parets dels porus, mentre que la difusió molecular implica el moviment de molècules d'un sistema a un altre segons el gradient de concentració..
Resum: Knudsen vs difusió molecular
Hi ha dos tipus de difusió com la difusió Knudsen i la difusió molecular. La diferència clau entre Knudsen i la difusió molecular és que la difusió Knudsen implica la col·lisió de molècules de gas amb les parets dels porus, mentre que la difusió molecular implica el moviment de molècules d'un sistema a un altre segons el gradient de concentració..
