Unterschied zwischen Diffusion und Effusion

Das Hauptunterschied zwischen Diffusion und Erguss ist das Diffusion tritt auf, wenn die Löcher in einer Barriere größer sind als der mittlere freie Weg des Gases, jedoch tritt Effusion auf, wenn die Löcher in einer Barriere kleiner sind als der mittlere freie Pfad eines Gases.

Diffusion und Effusion sind Eigenschaften von Gasen, und die Schüler verwechseln diese Eigenschaften aufgrund ähnlich klingender Namen. Obwohl sowohl Diffusion als auch Effusion Gase beinhalten und wie Gase fließen und von welchen Faktoren diese Flussrate abhängt, unterscheiden sich die beiden Phänomene voneinander. Die Art und Weise, wie sie sich unterscheiden, wird in diesem Artikel beschrieben.

INHALT

1. Übersicht und Schlüsseldifferenz
2. Was ist Diffusion?
3. Was ist ein Erguss?
4. Side-by-Side-Vergleich - Diffusion vs. Effusion in Tabellenform
5. Zusammenfassung

Was ist Diffusion??

Die Diffusion eines Gases ist der Vorgang des Expandierens des Gases auf ein neues Volumen durch eine Barriere mit Löchern, die größer sind als der mittlere freie Weg des Gases. Der mittlere freie Weg ist die durchschnittliche Entfernung, die ein einzelnes Gasmolekül zurücklegt, bevor es mit einem anderen Gasmolekül kolloidiert.

Abbildung 01: Diffusionsprozess

Wenn es jedoch keine Barriere gibt, betrachten wir ein großes Loch, das groß genug ist, um die Grenze zwischen dem Gas und dem neuen Volumen (auf das sich das Gas ausdehnen wird) abzudecken. Darüber hinaus ist die Diffusion im Vergleich zum Erguss langsamer. Dies liegt daran, dass die Diffusion durch die Größe und kinetische Energie von Gasmolekülen begrenzt ist.

Was ist ein Erguss??

Effusion ist eine weitere Eigenschaft von Gasen, die es Gasen ermöglicht, sich von Bereichen mit hohem Druck zu Bereichen mit niedrigem Druck durch eine Lochblende zu bewegen. Mit anderen Worten, es ist der Prozess der Gasexpansion durch eine Barriere mit einem oder mehreren kleinen Löchern; Die Barriere verhindert die Verteilung von Gas, wenn sich nicht die Gasmoleküle durch die Löcher bewegen. Der Begriff "kleine Löcher" bedeutet hier die Löcher, deren Durchmesser geringer ist als der mittlere freie Weg des Gases.

Abbildung 02: Effusion eines Gases

Typischerweise ist der Erguss schneller als die Diffusion, da sich Gasmoleküle nicht um andere Gasmoleküle bewegen müssen, um ihr Ziel zu finden. Insbesondere der Unterdruck auf das Gas beschleunigt den Effusionsprozess.

Was ist der Unterschied zwischen Diffusion und Effusion??

Diffusion tritt auf, wenn die Löcher in einer Barriere größer sind als der mittlere freie Gasweg, während ein Erguss auftritt, wenn die Löcher in einer Barriere kleiner sind als der mittlere freie Gasweg. Dies ist der Hauptunterschied zwischen Diffusion und Effusion. Darüber hinaus ist die Diffusion von Gasmolekülen durch die Barriere einfacher als die Bewegung von Gasmolekülen durch Effusion. Dies ist hauptsächlich auf die Größe der Löcher in der Barriere zurückzuführen. Die Barriere hat einen größeren Durchmesser als der mittlere freie Weg der Gasmoleküle in der Diffusion, während die Barriere einen Durchmesser hat, der kleiner ist als der mittlere freie Weg der Gasmoleküle im Erguss. Daher ist dies auch ein wesentlicher Unterschied zwischen Diffusion und Effusion.

Die Diffusionsgeschwindigkeit ist jedoch im Vergleich zum Erguss langsamer. Dies liegt daran, dass die Diffusion durch die Größe und kinetische Energie von Gasmolekülen begrenzt ist. Außerdem müssen sich die Gasmoleküle um andere Gasmoleküle bewegen, um ihr Ziel durch die Barriere zu finden, die im Erguss nicht auftritt.

Die folgende Infografik zeigt den Unterschied zwischen Diffusion und Effusion in Tabellenform.

Zusammenfassung - Diffusion vs Effusion

In diesem Artikel haben wir die Begriffe Diffusion und Effusion in Bezug auf Gase diskutiert. Der Hauptunterschied zwischen Diffusion und Effusion besteht darin, dass Diffusion auftritt, wenn die Löcher in einer Barriere größer sind als der mittlere freie Gasweg, während der Effusion auftritt, wenn die Löcher in einer Barriere kleiner sind als der mittlere freie Gasweg.

Referenz:

1. Helmenstine, Todd. „Was ist der Unterschied zwischen Diffusion und Effusion?“, ThoughtCo, 28. September 2018. Hier verfügbar  

Bildhöflichkeit:

1. "Diffusion" von JrPol - Eigene Arbeit, (CC BY 3.0) über Commons Wikimedia  
2. "Erguss" Von Astrang13 - Eigene Arbeit, (CC BY-SA 3.0) über Commons Wikimedia