Calculateur de coefficient de diffusion

Un coefficient de diffusion décrit la vitesse à laquelle des particules se dispersent par agitation thermique aléatoire. Un coefficient élevé indique une dispersion plus rapide ; une faible valeur traduit un déplacement plus lent dans le milieu environnant. Ce calculateur utilise l'équation de Stokes-Einstein, D = kBT divisé par 6πηr, où kB est la constante de Boltzmann, T la température absolue, η la viscosité dynamique et r le rayon hydrodynamique d'une particule sphérique. Toutes les grandeurs sont converties en unités SI et le résultat est exprimé en mètres carrés par seconde. L'équation traduit trois tendances utiles. Augmenter la température accroît l'énergie thermique et donc la diffusion. Augmenter la viscosité renforce la résistance et réduit la diffusion. Augmenter le rayon réduit aussi la diffusion, car une particule plus grande subit davantage de résistance hydrodynamique. Ces relations servent à estimer le transport moléculaire, comparer des nanoparticules, préparer des expériences de diffusion dynamique de la lumière et vérifier des calculs de transfert de matière. Utilisez la température absolue en kelvins, et non en degrés Celsius. La viscosité dynamique doit être saisie en pascals-secondes ; un millipascal-seconde vaut 0.001 pascal-seconde. Le calculateur accepte le rayon en nanomètres et le convertit en mètres. Ne saisissez pas le diamètre à la place du rayon : cela doublerait le dénominateur et diviserait le coefficient par deux. Le rayon hydrodynamique peut aussi différer du rayon géométrique à sec si une molécule possède une couche de solvatation ou une conformation non sphérique. Stokes-Einstein suppose une suspension diluée de particules sphériques dans un fluide newtonien continu, avec une condition de non-glissement aux limites. L'équation convient surtout lorsque la particule est nettement plus grande que les molécules du solvant et que les interactions entre particules sont faibles. Solutions encombrées, particules poreuses, molécules fortement anisotropes, fluides non newtoniens, interfaces et très petits solutés peuvent s'écarter de ces hypothèses. Une viscosité mesurée à la température réelle est préférable, car elle peut varier fortement même sur un faible intervalle thermique. Considérez le résultat comme une estimation idéale pour comparer et préparer des expériences. Pour une grande précision, utilisez la viscosité du solvant à la température étudiée, un rayon hydrodynamique expérimental et les corrections imposées par la géométrie de mesure. Les coefficients sont souvent exprimés en centimètres carrés par seconde ; multipliez le résultat en mètres carrés par seconde par 10,000 pour cette conversion. Notez toujours la température et les conditions du solvant avec le coefficient afin qu'un autre chercheur puisse l'interpréter ou le reproduire.