Теоретические сведения. В термодинамических системах возникают особые необратимые процессы, называемые явлениями переноса.В этих процессах происходит пространственный перенос

В термодинамических системах возникают особые необратимые процессы, называемые явлениями переноса. В этих процессах происходит пространственный перенос энергии, внутреннее трение (перенос импульса) и диффузия (обусловлена переносом массы).

Механизм этих явлений объясняется тепловым движением частиц (атомов, молекул).

Явление диффузии состоит в том, что происходит самопроизвольное проникновение частиц вещества из области с большей, в области с их меньшей концентрацией. Диффузия может наблюдаться в газах, жидкостях и твёрдых веществах. В последнем случае диффузия является одним из основных методов формирования структуры электронных приборов в интегральных схемах (2).

Согласно первому закону Фика, плотность потока массы вещества пропорциональна градиенту концентрации:

где - плотность потока массы вещества – величина определяемая массой вещества, проходящего через единицу поверхности в единицу времени в направлении нормали к поверхности.

- градиент плотности, равный максимальной скорости изменения плотности на единицу длины нормали к поверхности. Частная производная связана с тем, что изменение массы вещества может происходить не только по нормали, а также во времени/

D – коэффициент диффузии, численно равный плотности потока массы вещества при градиенте плотности, равном единице, его величина зависит от свойств вещества и условий диффузии (температуры, давлении и др.)

Плотность потока массы и градиент плотности являются векторными величинами, направленными в противоположные стороны. Об этом свидетельствует знак минус в уравнении (1) указывает на то, возрастание массы вещества справа налево, вызывает диффузию слева направо (рис.1)

[И О1]