Những luật của Fick miêu tả quá trình lan truyền, cơ bản trong nhiều ứng dụng kỹ thuật và khoa học, giúp dự đoán các chất di chuyển qua các phương tiện truyền thông khác nhau, giúp thiết kế và phân tích hệ thống liên quan đến việc chuyển giao hàng loạt.

Luật đầu tiên của Fick

Luật thứ nhất nói rằng sự thay đổi của một chất có khả năng phân tách tương ứng với việc tăng cường tập trung.

J = -D (dC/dx) )

Nơi [FLT: 0] J [FLT: 1] là luồng lan truyền [FLT:], [FLT:] là hệ số lan truyền [FLT:], và ] [FLT:] [FLT: 1] là sự tập trung . Luật này áp dụng cho sự phân tán ổn định, nơi mà hồ sơ tập trung không thay đổi theo thời gian.

Luật thứ hai của Fick

Điều luật thứ hai miêu tả sự thay đổi về độ tập trung theo thời gian bên trong một phương tiện truyền thông. Nó hữu ích cho các vấn đề lây lan tạm thời và được viết như thế nào:

[FLT:] (Tiếng cười)

Phương trình vi phân phần này cho phép tính toán hồ sơ tập trung tại các thời điểm khác nhau, cho điều kiện ban đầu và giới hạn.

Ứng dụng trong Thiết kế

Các kỹ sư dùng luật Fick để tối ưu hóa các tiến trình như tách lớp màng, phân phối ma túy và các lò phản ứng hóa học.

Chẳng hạn, khi thiết kế hệ thống màng, người ta có thể tính toán được mức độ truyền tải trong khi giảm thiểu tiêu thụ năng lượng.

Tính mẫu

Giả sử một chuyển đổi tập trung 10 m/m3 trên một màng 0.01 m với hệ số khuếch tán 1×10 m2/s.

J = -D (dC/dx) = - (1×10 đổ) fan / 0.1) = - 1×10 Ml2s )

Điều này cho thấy tỷ lệ mà chất khuếch tán qua màng dưới những điều kiện cho phép.