Приглашаем посетить сайт

Физическая энциклопедия. В 5-ти томах
ДЮФУРА ЭФФЕКТ

ДЮФУРА ЭФФЕКТ

ДЮФУРА ЭФФЕКТ (термодиффузионный эффект) - появление теплового потока вследствие градиента концентрации в бинарной системе газов или жидкостей. Необратимый процесс, обратный термодиффузии. Открыт Л. Дюфуром (L. Dufour) в 1872, подробно исследован К. <Клузиусом(К. <Сlusius) и Л. Вальдманом(L. Waldmann) в 1942-49. Тепловой поток J_q, возникающий при пост. давлении вследствие градиента концентрации nc₁ и темп-ры n Т, равен:

где l - коэф. теплопроводности, D " - коэф. Дюфура, r₁ - плотность первого компонента, (m^c₁₁=( дm₁/ дc₁)_T,(m₁ - хим. потенциал первого компонента. Появление производной хим. потенциала по концентрации связано с тем, что в линейных соотношениях Онсагера (см. Онсагера теорема )термодинамич. силы пропорц. градиентам хим. потенциалов. Величину b = r₁Tm^c₁₁D " называют коэф. диффузионного термоэффекта. <Кроме теплового потока в такой бинарной системе возникает и поток массы (диффузия):

где D' - коэф. термодиффузии, D - коэф. диффузии; величина K_T = c₁c₂TD'/D наз. термодиффузионным отношением. Д. э. и перенос массы наз. перекрёстными процессами. Согласно теореме Онсагера, коэф. Дюфура и коэф. термодиффузии равны: D "=D' (соотношение Онсагера). Значения коэф. Дюфура (и соответственно коэф. термодиффузии) могут быть как положительными, так и отрицательными, но при этом всегда

что следует из положительности производства энтропии и условия термодинамич. устойчивости. В стационарном состоянии, когда диффузионный поток обращается в нуль,

это отношение наз. коэффициентом Соре и в жидких и газовых смесях имеет порядок величины 10^-3-10^-5 К ^-1. Т. о., зная значение D, можно определить D', а следовательно, и D ". Для жидкостей D "~10^-8- 10^-10 см/с-К, для газов D "~10^-4- 10^-6 см ²/с-К. <Коэф. D " можно измерить и непосредственно поградиенту темп-ры, возникающему при смешивании разл. жидкостей или газов:

где DT - макс. разность темп-р разл. жидких или газообразных веществ, имевших до смешивания одинаковую темп-ру. В газах DT порядка неск. К, а жидкостях в 10⁴ раз меньше. Эти результаты подтверждают соотношение Онсагера. Лит.: Гроот С. д е, Мазур П., Неравновесная термодинамика, пер. с англ., М., 1964, гл. 11: X а а з е Р., Термодинамика необратимых процессов, пер. с нем., М., 1907, гл. 4. Д. Н. Зубарев.