Термодиффузия

Определение "Термодиффузия" в Большой Советской Энциклопедии

Термодиффузия (термическая, или тепловая, диффузия), перенос компонент газовых смесей или растворов под влиянием градиента температуры. Если разность температур поддерживается постоянной, то вследствие Термодиффузия в объёме смеси возникает градиент концентрации, что вызывает также и обычную диффузию. В стационарных условиях при отсутствии потока вещества Термодиффузия уравновешивается обычной диффузией и в объёме возникает разность концентраций, которая может быть использована для изотопов разделения.

Термодиффузия в растворах была открыта нем. учёным К. Людвигом (1856) и исследована швейцарским учёным Ш. Соре (1879—81). Термодиффузия в растворах называется эффектом Соре. Термодиффузия в газах была теоретически предсказана английским учёным С. Чепменом и шведским учёным Д. Энскогом (1911—17) на основе кинетической теории газов и экспериментально обнаружена английским учёными С. Чепменом и Ф. Дутсоном в 1917.
В бинарной смеси при постоянном давлении в отсутствии внешних сил полный диффузионный поток вещества равен

j_i = – nD₁₂ gradc_i – n (D_T/T) grad Т, где D₁₂ — коэффициент диффузии, D_T — коэффициент Термодиффузия, n — число частиц смеси в единице объёма, c_i = n_i/n — концентрация частиц i-й компоненты (i = 1,2). Распределение концентрации в стационарном состоянии может быть найдено из условия j_i = 0, откуда grad c_i = – (k_T/T) gradT, где к_т = D_T/D₁₂ — термодиффузионное отношение, пропорциональное произведению концентраций компонент. Коэффициент Термодиффузия сильно зависит от межмолекулярного взаимодействия, поэтому его изучение позволяет исследовать межмолекулярные силы в газах.

Лит.: Грю К. Э., Иббс Термодиффузия Л., Термическая диффузия в газах, пер. с англ., М., 1956. См. также лит. при ст. Термодинамика неравновесных процессов.
  Д. Н. Зубарев.