Knudsen ve moleküler difüzyon arasındaki temel fark, Knudsen difüzyonunun gaz moleküllerinin gözenek duvarlarıyla çarpışmasını içermesi, moleküler difüzyonun ise konsantrasyon gradyanına göre moleküllerin bir sistemden diğerine hareketini içermesidir.
Difüzyon, moleküllerin (özellikle gaz moleküllerinin) bir sistem içinde hareketini ifade eder. Bu süreç iki tipte bulunabilir: Knudsen difüzyonu ve moleküler difüzyon.
Knudsen Difüzyonu nedir?
Knudsen difüzyonu, bir sistemin ölçek uzunluğu, ilgili parçacığın ortalama serbest yolu ile karşılaştırılabilir veya ondan daha küçük olduğunda meydana gelen difüzyondur. Bu terim esas olarak fizik ve kimyada kullanılır ve adını bilim adamı Martin Knudsen'den almıştır.
Gaz moleküllerinin çok küçük kılcal gözenekler yoluyla hareketi (daha spesifik olarak, difüzyon) göz önüne alındığında, eğer yayılan gaz moleküllerinin ortalama serbest yolu gözenek çapından daha büyükse, o zaman bu, o gazın yoğunluğu anlamına gelir. çok düşüktür ve gaz molekülleri, moleküller arasındaki çarpışmalara kıyasla gözenek duvarlarıyla çarpışma eğilimindedir. Bu süreç Knudsen difüzyonu veya Knudsen akışı olarak adlandırılır.
Şekil 01: Knudsen Difüzyonu Sırasında Silindir Gözeneğindeki Bir Molekül
Ayrıca, Knudsen difüzyonunun göreceli öneminin iyi bir ölçüsü olan Knudsen sayısını tanımlayabiliriz. Bu sayı 1'den büyükse, o sistem için Knudsen difüzyonunun önemli olduğu anlamına gelir. Pratik olarak, bu sayı sadece gazlar için geçerlidir. Bunun nedeni, sıvı veya katı halde moleküllerin ortalama serbest yolunun çok küçük olmasıdır.
Moleküler Difüzyon Nedir?
Difüzyon, moleküllerin bir konsantrasyon gradyanı yoluyla yüksek konsantrasyonlu bir bölgeden düşük konsantrasyona hareketidir. Bu hareketler aynı çözümde gerçekleşir. Konsantrasyon gradyanını etkileyen faktörler difüzyonu da etkiler.
İki bölgenin konsantrasyonları her noktada eşit olduğunda bu hareket sona erer. Bu, bu hareketin konsantrasyon gradyanı kaybolana kadar gerçekleştiği anlamına gelir. Sonra moleküller çözeltinin içinde her yere yayılır.
Şekil 02: İki Sistem Arasındaki İyonların Difüzyonu
Moleküllerin difüzyon yoluyla hareket hızı, sıcaklığın, gazın (veya sıvının) viskozitesinin ve partikül boyutunun bir fonksiyonudur. Genellikle moleküler difüzyon, moleküllerin yüksek konsantrasyonlu bir bölgeden düşük konsantrasyona net akışını tanımlar. Aynı sıcaklıkta olan ve aralarında molekül alışverişi yapabilen iki sistem olan A1 ve A2 düşünüldüğünde, bu sistemlerden herhangi birinde potansiyel enerjideki bir değişiklik, bir sistemden diğerine (A1'den) bir enerji akışı oluşturabilir. A2'ye veya tam tersi) çünkü herhangi bir sistem doğal olarak düşük enerji ve yüksek entropi durumlarını tercih eder. Bu bir moleküler difüzyon durumu yaratır.
Knudsen ve Moleküler Difüzyon Arasındaki Fark Nedir?
Knudsen difüzyonu ve moleküler difüzyon olmak üzere iki tür difüzyon vardır. Knudsen ve moleküler difüzyon arasındaki temel fark, Knudsen difüzyonunun gaz moleküllerinin gözenek duvarlarıyla çarpışmasını içermesi, moleküler difüzyonun ise konsantrasyon gradyanına göre moleküllerin bir sistemden diğerine hareketini içermesidir.
Özet – Knudsen vs Moleküler Difüzyon
Knudsen difüzyonu ve moleküler difüzyon olmak üzere iki tür difüzyon vardır. Knudsen ve moleküler difüzyon arasındaki temel fark, Knudsen difüzyonunun gaz moleküllerinin gözenek duvarlarıyla çarpışmasını içermesi, moleküler difüzyonun ise konsantrasyon gradyanına göre moleküllerin bir sistemden diğerine hareketini içermesidir.
