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a diffusion matiere Di ?usion de la matière Di ?usion de la matière transport spontané et irréversible de matière à l'intérieur d'une phase se produisant par suite de l'agitation thermique des molécules En l'absence de forces extérieures et à température

Di ?usion de la matière Di ?usion de la matière transport spontané et irréversible de matière à l'intérieur d'une phase se produisant par suite de l'agitation thermique des molécules En l'absence de forces extérieures et à température homogène ce transport entra? ne l'égalisation des concentrations des constituants dans toute la phase Si ?c est la masse d'un des constituants du mélange dans l'unité de volume la densité de courant de di ?usion j quantité du constituant considéré qui traverse par di ?usion l'unité d'aire dans l'unité de temps a pour expression j ??D ? grad c D est le coe ?cient de di ?usion du constituant Il s'exprime en m s ?? en unités du SI Aux faibles concentrations la relation prend la forme d'une équation de di ?usion ? c ? t D ? c Cette formule exprime la loi de Fick Dans le cas o? la phase n'a qu'un constituant la di ?usion d'un groupe déterminé de molécules marquées par exemple suit la même loi D est alors nommé coe ?cient d'autodi ?usion et en phase gazeuse la théorie cinétique l'exprime en fonction du libre parcours moyen l et de la vitesse moyenne ?u ? des molécules D ?u ? l Extrait du Dictionnaire de physique de P Fleury A Kastler et J -P Matthieu Paris Masson et Eyrolles e édition I Commentez ce texte en répondant aux questions suivantes Précisez les grandeurs ? et c utilisées par le texte La relation est-elle théorique ou empirique S'applique-t-elle dans un mélange dilué ou quelconque Justi ?er la relation en donnant une explication qualitative du phénomène de di ?usion de la matière La loi de Fick désigne-t-elle l'égalité ou Comment passer d'une égalité à l'autre Dé ?nir le libre parcours moyen d'une molécule dans un milieu di ?usant CII Exercices On considère un milieu compris entre les abscisses x et x L dans lequel les particules di ?usent avec un coe ?cient D Dans les compartiments A abscisses x et B abscisses x L la densité particulaire est imposée et homogène et vaut respectivement nA et nB Exprimez la densité de courant j de A vers B en régime stationnaire de transport Quelle est la durée typique du régime transitoire de transport On considère une solution idéale de soluté dans un solvant à la température homogène T o? c dépend d'une coordonnée x comprise entre et L Exprimer l'entropie S de la solution par unité de surface transversale selon y et z en fonction du pro ?l c x Comment se manifeste l'irréversibilité du phénomène de di ?usion On considère une sphère dure de rayon r qui peut di ?user dans un milieu de sphères dures immobiles de rayon R et de densité volumique N Déterminer le libre parcours moyen l de la sphère mobile et en déduire le coe ?cient de di ?usion D connaissant la masse m de la sphère mobile On donne la température absolue T du milieu III Question expérimentale Indiquer une méthode expérimentale de détermination