Wie ergibt sich der Diffusionskoeffizient eines Gasgemisches?

Antwort

Der Diffusionskoeffizient eines Gasgemisches kann durch die Chapman-Enskog-Theorie oder durch empirische Formeln wie die von Graham abgeleitet werden. Der Diffusionskoeffizient \( D \) eines Gasgemisches hängt von verschiedenen Faktoren ab, darunter die Temperatur, der Druck und die molekularen Eigenschaften der beteiligten Gase. Eine häufig verwendete Formel zur Berechnung des Diffusionskoeffizienten \( D_{AB} \) zwischen zwei Komponenten A und B in einem Gasgemisch ist: \[ D_{AB} = \frac{1}{P} \cdot \frac{(R \cdot T)^{1.5}}{(M_A + M_B)^{0.5}} \cdot \frac{1}{\sigma_{AB}^2} \] Hierbei sind: - \( P \) der Gesamtdruck des Gasgemisches, - \( R \) die universelle Gaskonstante, - \( T \) die Temperatur in Kelvin, - \( M_A \) und \( M_B \) die molaren Massen der Gase A und B, - \( \sigma_{AB} \) der effektive Durchmesser der Moleküle A und B. Für ein Gemisch aus mehreren Gasen kann der effektive Diffusionskoeffizient auch durch die gewichteten Beiträge der einzelnen Gase berechnet werden. In der Praxis werden oft Tabellen oder Softwaretools verwendet, um die Diffusionskoeffizienten für spezifische Gasgemische zu bestimmen.

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