题目
菲克第一定律描述的是哪种扩散A. 互扩散B. 稳态扩散C. 非稳态扩散D. 自扩散
菲克第一定律描述的是哪种扩散
A. 互扩散
B. 稳态扩散
C. 非稳态扩散
D. 自扩散
题目解答
答案
B. 稳态扩散
解析
菲克第一定律的核心在于描述稳态扩散条件下的物质传输规律。其关键特征是浓度梯度保持恒定,即系统中各点的浓度不再随时间变化(浓度变化率为零)。因此,本题的破题点在于理解定律的应用条件,而非扩散的类型(如互扩散或自扩散)。需注意区分菲克第一定律与第二定律的不同应用场景:前者针对稳态扩散,后者用于非稳态扩散(考虑时间变化)。
菲克第一定律的数学表达式为:
$J = -D \frac{\partial c}{\partial x}$
其中:
- $J$ 是扩散通量(单位时间通过单位面积的物质的量),
- $D$ 是扩散系数,
- $\frac{\partial c}{\partial x}$ 是浓度梯度。
稳态扩散的特点是系统中各点的浓度分布不再随时间变化,此时扩散通量恒定。而菲克第一定律正是基于这一假设推导出的,因此它直接描述稳态扩散过程。
其他选项分析:
- 互扩散/自扩散:描述扩散的参与者类型(不同物质或同一种物质),与定律的应用条件无关。
- 非稳态扩散:需用菲克第二定律(含时间导数项)描述。