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費克定律 - 教育百科
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國家教育研究院辭書
基本資料
| 英文： | Fick's law |
| 作者： | 苟淵博 |
| 日期： | 2002年12月 |
| 出處： | 力學名詞辭典 |
辭書內容
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名詞解釋： 以二相流說明如下。任何懸移載(suspend load)混在液體中運行，可視為二元系統(binary system)，也即是二元系統是由兩種物質所組合成，如含沙之水流即屬之，為一種二相流(two phase flow)。其密度與濃度可分別表示如下： 在混合體中，各成份的速度不盡相同，通常吾人不用某一分子的速度，而是採用在一小的體積內所有分子所具速度的平均數值。於A分量，對於一固定的座標系統其速度為vA，向量ρAvA內為單位面積A的質量流出率(mass flux)，單位面積力A與向量vA成垂直。若以NA表示流出向量，則NA＝ρAvA，NA亦為每單位體積混合物質中A分量的動量，同理NB=ρBvB。流體動力速度v可曲度托管測得： 則 在以上討論過程中，須注意質量傳遞與流體動力及與流體速度的關係。例如將氯化鈉溶液滴入均勻流之河道中，液滴的質心以動力速度v流向下游，因分子的擴散作用，遂使鹽分有隨流散布(dispersion)的趨向，其速度vA不同於v。令A部分的單位面積質量流出為qA，則： 是與濃度坡降成比例的流出。則由費克第一定律(Fick's first law)，可寫成qA＝－ρDAB▽CA。式中DAB為分子擴散係數或二元混合流的擴散性，依A、B分量、相對濃度、溫度及壓力而定。 在二元系統中，對於一微小座標間一微小體積，其依一分量之質量不滅性質是： 若以方程式表示之： 式中γA為單位時間單位體積所產生之質量A，若為消失則應為負。 對B分量同理可得： 在二元系統中，A量的增加等於B量的減少，反之亦然。因質量不滅原理，故全部質量未變，即γA＝－γB或γB＝－γA。 (1)式(2)式相加後： 因ρA＋ρB＝ρ，故得： 此即為混合流體之連續方程式。 現回顧(2)式，若以(1)式及ρA＝ρCA代入則 展示之 若為非壓縮性流體，則▽‧v＝0。若為稀溶液，則混合流體之全密度ρ與擴散係數皆為常數，上式除以ρ，得： 以直角座標表示為： 為層流移送擴散方程式(convective-diffusion equation)。γA/ρ為流體元體內，注入質A因受化學或生物作用所增加之率。若移送流速與產生率為零，則得： 此為費克第二定律(Fick's second law)，為一有名之二階微分方程式。 |
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| 資料來源： | 國家教育研究院_費克定律 |
| 授權資訊： | 資料採「 創用CC-姓名標示- 禁止改作 臺灣3.0版授權條款」釋出 |