题目
下列关于扩散系数的说法,错误的是()A. 总压增大时,组分在气相中的扩散系数增大B. 液体的黏度越大,组分的扩散系数越小C. 温度升高时,组分在气相和液相中扩散系数都是增大的D. 组分在三种相态的物质中扩散系数,按高低排序:气体>液体>固体
下列关于扩散系数的说法,错误的是()
A. 总压增大时,组分在气相中的扩散系数增大
B. 液体的黏度越大,组分的扩散系数越小
C. 温度升高时,组分在气相和液相中扩散系数都是增大的
D. 组分在三种相态的物质中扩散系数,按高低排序:气体>液体>固体
题目解答
答案
A. 总压增大时,组分在气相中的扩散系数增大
解析
本题考查扩散系数的影响因素,需结合气体、液体、固体的物理性质及外界条件(如温度、压力)对扩散系数的作用。关键点在于:
- 气体扩散系数与压力的关系:总压增大时,气体分子间距减小,碰撞频率增加,扩散系数减小。
- 液体黏度与扩散系数的关系:黏度越大,分子运动受阻,扩散系数越小。
- 温度对扩散系数的普遍影响:温度升高,分子动能增强,扩散系数增大。
- 不同相态扩散系数的排序:气体分子自由度最高,固体最低,故气体 > 液体 > 固体。
选项分析
A. 总压增大时,组分在气相中的扩散系数增大
错误。根据气体扩散理论,扩散系数 $D$ 与压力 $P$ 近似成反比($D \propto \frac{1}{P}$)。总压增大时,分子间距减小,碰撞更频繁,扩散速率减慢,因此扩散系数应减小。
B. 液体的黏度越大,组分的扩散系数越小
正确。液体黏度越大,分子运动阻力越大,扩散过程受阻,扩散系数减小。
C. 温度升高时,组分在气相和液相中扩散系数都增大
正确。温度升高,分子动能增强,气体分子碰撞更频繁,液体分子热运动加快,均导致扩散系数增大。
D. 组分在三种相态的物质中扩散系数排序:气体 > 液体 > 固体
正确。气体分子自由度最高,固体分子排列最紧密,扩散系数依次减小。