扩散现象（diffusion phenomena） 是指由于气体中某种分子的数
密度的空间分布不均匀，使该种气体分子从数密度较大区域自发地迁移到数密度较小的区域的现象
。扩散有互扩散、自扩散
、热扩散、热流逸及强制扩散等形式。 2 物理意义
将装有两种不同气体的两个容器连通，经过一段时间，两种气体就在这两个容器中混合均匀，这种现象叫做扩散。用密度不同的同种气体实验，扩散也会发生，其结果是整个容器中气体密度处处相同。在液体间和固体间也会发生扩散现象。例如清水中滴入几滴红墨水，过一段时间，水就都染上红；又如把两块不同的金属紧压在一起，经过较长时间后，每块金属的接触面内部都可发现另一种金属的成份。
在扩散过程中，气体分子从密度较大的区域移向密度较小的区域，经过一段时间的掺和，密度分布趋向均匀。在扩散过程中，迁移的分子不是单一方向的，只是密度大的区域向密度小的区城迁移的分子数，多于密度小的区域向密度大的区域迁移的分子数。
3 基本分类
⑴互扩散 例如把一容器用隔板分隔为左、右两部分，其中分别装有两种不会产生化学反应的气体A和B。两部分气体的温度、压强均相等，因而气体分子数密度也相等。若把隔板抽除，左边的A气体将向右边的B气体中扩散，同样右边的B气体将向左边的A气体中扩散。经过足够长的时间后，两种气体都将均匀分布在整个容器中，这就是互扩散。由于发生互扩散的两种气体分子的大小、形状可能不同，它们扩散速率也可能不同，所以互扩散仍是较复杂的过程。
⑵自扩散 是一种使发生互扩散的两种气体分子之间的差异尽量变小，使它们相互扩散的速率趋于相等的互扩散过程。较为典型的自扩散例子是同位素之间的互扩散。因为同位素原子仅有核质量的差异，核外电子分布及原子的大小均可认为相同，因而扩散速率几乎是一样的。例如若在CO2气体（其中碳为12C）中含有少量的碳为14C的CO2，就可研究后者在前者中由于浓度不同所产生的扩散。具有放射性的乔姆斯基14C浓度可利用β衰变仪检测出。
⑶热扩散 1879年索里特发现物质两端的温度差也可引起扩散流。其扩散通量密度（在单位时间内在单位截面积上扩散的粒子数
分子间作用力
分子间作用力按其实质来说是一种电性的吸引力，因此考察分子间作用力的起源就得研究物质分子的电性及分子结构。
1 介绍
复杂网络分子间作用力可以分为以下三种力。
(1)取向力
取向力发生在极性分子与极性分子之间。由于极性分子的电性分布不均匀，一端带正电，一端带负电
，形成偶极。因此，当两个极性分子相互接近时，由于它们偶极的同极相斥，异极相吸，两个分子必将发生相对转动。这种偶极子的互相转动，就使偶极子的相反的极相对，叫做“取向”。这时由于相反的极相距较近，同极相距较远，结果引力大于斥力，两个分子靠近，当接近到一定距离之后，斥力与引力达到相对平衡
。这种由于极性分子的取向而产生的分子间的作用力，叫做取向力。 (2)诱导力
在极性分子和非极性分子之间以及极性分子和极性分子之间都存在诱导力。
在极性分子和非极性分子之间，由于极性分子偶极所产生的电场对非极性分子发生影响，使非极性分子电子云变形(即电子云被吸向极性分子偶极的正电的一极)，结果使非极性分子的电子云与原子核发生相对位移，本来非极性分子中的正、负电荷重心是重合的，相对位移后就不再重合，使非极性分子产生了偶极。这种电荷重心的相对位移叫做“变形”，因变形而产生的偶极，叫做诱导偶极，以区别于极性分子中原有的固有偶极。诱导偶极和固有偶极就相互吸引，这种由于诱导偶极而产生的作用力，叫做诱导力。
同样，在极性分子和极性分子之间，除了取向力外，由于极性分子的相互影响，每个分子也会发生变形，产生诱导偶极。其结果使分子的偶极矩增大，既具有取向力又具有诱导力。在阳离子和阴离子之间也会出现诱导力。
(3)散力
非极性分子之间也有相互作用。粗略来看，非极性分子不具有偶极，它们之间似乎不会产生引力，然而事实上却非如此。例如，某些由非极性分子组成的物质，如苯在室温下是液
体，碘、萘是固体；又如在低温下，N2、O2、H2和稀有气体等都能凝结为液体甚至固体。这些都说明非极性分子之间也存在着分子间的引力。当非极性分子相互接近时，由于每个分子的电子不断运动和原子核的不断振动，经常发生电子云和原子核之间的瞬时相对位移，也即正、负电荷重心发生了瞬时的不重合，从而产生瞬时偶极。而这种瞬时偶极又会诱导邻近分子也产生和它相吸引的瞬时偶极。虽然，瞬时偶极存在时间极短，但上述情况在不断重复着，使得分子间始终存在着引力，这种力可从量子力学理论计算出来，而其计算公式与光散公式相似，因此，把这种力叫做散力。
adobe acrobat 5.0
2 总结
总结以上所述，分子间作用力的来源是取向力、诱导力和散力。一般说来，极性分子与极性分子之间，取向力、诱导力、散力都存在；极性分子与非极性分子之间，则存在诱导力和散力；非极性分子与非极性分子之间，则只存在散力。这三种类型的力的比例大小，决定于相互作用分子的极性和变形性。极性越大，取向力的作用越重要；变形性越大，散力就越重要；诱导力则与这两种因素都有关。但对大多数分子来说，散力是主要的。分子间作用力的大小可从作用能反映出来。
分子动理论
1 基本内容
（1）物质是由大量分子组成的
（2）分子永不停息地做无规则热运动
（3）分子之间存在着相互作用的引力和斥力
(4)分子间有间隙。
2 公式
设阿伏伽德罗常数为NA,物体体积为V，物体质量为m，物质密度为ρ，摩尔体积为Vmol，摩尔质量为京广铁路M，分子体积为V0，分子质量为m0，分子数为n三峡传媒网。
（1）分子的质量 m0=M / NA=Vmolρ / NA
（2）分子数 n=mNA / M=VNA / Vmol=VρNA / M=mNA / ρVmol
（3）固体、液体分子体积V0和直径d
V0=Vmol / NA=M / ρNA=1/(6πd)∧3，d=3√(6V0/π)
3 气体分子动理论
我们从分子运动的微观模型出发，给出某些简化的假定，结合概率和统计力学的知识，提出了气体分子动理论（kinetic theory of gases），其主要如下：
（1）气体是由分子组成的，分子是很小的粒子，彼此间的距离比分子的直径(十的负十次方)大许多，分子体积与气体体积相比可以略而不计。
（2）气体分子以不同的速度在各个方向上处于永恒的无规则运动之中。典型事例是扩散现象、布朗运动(均为间接体现)。布朗运动表面体现了宏观微粒的无规则运动，实际反映出微观分子的无规则运动。
（3）除了在相互碰撞时，气体分子间相互作用是很微弱的，甚至是可以忽略的。
（4）气体分子相互碰撞或对器壁的碰撞都是弹性碰撞。
（5）分子的平均动能与热力学温度成正比。
（6）分子间同时存在着相互作用力。分子间同时存在着引力和斥力，引力和斥力都随分子间距离的增大而减小（分子间距越大，引力和斥力都越小；分子间距越小，引力和斥力都越大）。但斥力的变化比引力快，实际表现出来的是引力和斥力的合力。合力在0~r时表现为斥力，在大于r时表现为引力（r为引力等于斥力的临界点）。
厦门理工学院学报
豫公网安备41160202000603
站长QQ:729038198
关于我们
投诉建议