扩散系数

扩散系数

扩散系数——表示气体（或固体）扩散程度的物理量。扩散系数可分为自扩散系数和互扩散系数 。扩散系数是指当浓度梯度为一个单位时，单位时间内通过单位面积的气体量，在气体中，如果相距1厘米（或者每米）的两部分，其密度相差为1克每立方厘米（或者每米），则在1秒内通过1平方厘米（或者平方米）面积上的气体质量，规定为气体的扩散系数。在液体中，扩散系数可通过斯托克斯-爱因斯坦方程描述，但该方程在温度低于一定临界值时可能失效。近期研究表明该失效可能发生在高于液相温度几百度的温度上 。扩散系数可通过格林-久保公式与微观粒子流的自相关函数联系起来 。单位：cm2/S或者m2/s。

1905年，阿尔伯特·爱因斯坦在关于布朗运动的论文中，推导出扩散系数与迁移率之间的爱因斯坦关系。1931年，拉尔斯·昂萨格提出了昂萨格倒易关系，并假设自发涨落的衰减方式与系统从同等非平衡状态弛豫的方式相同。20世纪50年代，梅尔维尔·格林和久保亮五分别独立工作，最终形成了格林-久保公式，该公式通过计算平衡态下流自相关函数的时间积分来确定扩散系数等线性输运系数 。

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