Diffúzió

Többféle diffúzióról beszélhetünk:

Molekuláris diffúzió: A (molekuláris) diffúzió egy anyagáramlási jelenség, melynek hajtóereje a sűrűségkülönbség. Az anyagáramlás sebessége a sűrűséggradienssel arányos. Ha más erő nem lép fel, a diffúzió képes megszüntetni a sűrűségkülönbséget. Ezt a jelenséget Brown-mozgásnak is szokták hívni, melyet a Fick törvény ír le. Egy szemléletes diffúziós jelenség, amikor egy látható füst betölti a szobát. De diffúziós folyamat a szagok terjedése is. Még egy példa: két kamrát egy cső köt össze, mely szeleppel zárható. Az egyiket megtöltjük valamilyen koncentrációjú jelző anyaggal. Amint kinyitjuk a szelepet anyagáramlás lép fel a csőben végül a két tartály koncentrációja kiegyenlítődik.

Turbulens diffúzió: A diffúzió fogalmat nemcsak a molekuláris diffúzióra értjük. Folyadékokban és gázokban nagyságrendekkel nagyobb átkeveredés jöhet létre.Ha a folyadékban, gázokban turbulens áramlás lép fel a részecskék a sebesség kaotikus pulzációja nyomán és a koncentráció ingadozása révén átkeverednek. A turbulens diffúzió konvekció függő(áramlás függő). A turbulens diffúzió nem valós diffúzió, hanem matematikai, azaz a gázok,folyadékok áramlását némi absztrakcióval egy diffúziós jelenségre vezetjük vissza. A diffúziót D-vel jelöljük és az indexe a diffúzió milyenségét jelöli (molekuláris, hossz vagy vertikális diffúzió stb.) Mértékegysége: $m^2/s$

Diffúzió

$\partial_t \rho (\mathbf{r},t) = D\nabla^2 \rho (\mathbf{r},t)$.
Ez az egyenlet, két másik ismert egyenletből származik. A folytonossági egyenletből:
$\partial_t \rho (\mathbf{r} , t) = - \mathbf{\nabla} \cdot \mathbf{J}(\mathbf{r} , t)$.
illetve Fick-törvényéből
$\mathbf{J} (\mathbf{r} , t) = - D \mathbf{\nabla} \rho (\mathbf{r}, t)$,
ahol $\mathbf{J} (\mathbf{r} , t)$ az anyagáramlás sűrűsége , $D$ a diffúziós állandó, míg $\rho (\mathbf{r}, t)$ a diffundáló anyag sűrűsége.