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Páginas: 7 (1621 palabras) Publicado: 15 de febrero de 2015
Difusión molecular
Fenómeno por el cual las moléculas o iones de una sustancia se mezclan con las de alguna otra. Se debe a la perpetua agitación que anima a las moléculas de que están compuestos todos los cuerpos.
Tipos de Difusión molecular 
DIFUSIÓN MOLECULAR PERMANENTE
Las ecuaciones de difusión para calor y masa, eliminando los términos de advección-convección, haciendo que los términosde fuente y sumidero sean cero son las siguientes:
dT/dt = (d2T/dx2 + d2T/dy2 + d2T/dz2)
dC/dt =  (d2C/dx2 +d2C/dy2 + d2C/dz2)
Si las ondiciones de transporte de calor y de masa son uniformes en un plano yz, perpendicular a la dirección x, entonces una forma unidimensional se identifica como:
dT/dt = µ d2T/dx2
dC/dt = D  d2C/dx2
La circunstancia posible más simple es la difusión de estadopermanente unidimensional en la cual todas las derivadas temporales son cero.
Difusión de masa: concentración baja
Antes de proceder a la solución de la difusión unidimensional de estado permanente, es necesario recordar que una mezcla de especies de masa involucra por lo menos dos componentes y se conoce como una mezcla binaria. En los líquidos, pero no en los gases, las moléculas están muyjuntas. Por consiguiente, las difusividades en los líquidos usualmente son una función de la concentración de las especie que se está difundiendo y típicamente son de 104 a 105 más pecunias que la de los gases. Sin embargo, debido a la mayor concentración de las especies en los líquidos, los flujos en líquidos y gases tienen una magnitud parecida.
Para dar inicio a la descripción de la difusión demasa de estado permanente se requerirán suposiciones plausibles acerca de la importancia de la advección como agente de transporte. El término de transporte de cuerpo para el flujo puede ser muy pequeño bajo una cierta variedad de circunstancias. La primera es cuando cada especie tiene una velocidad de advección finita pero los flujos son iguales y opuestos. El flujo advectivo resultante neto escero, y éste es el caso de difusión contraria. El segundo es cuando una de las especies se supone como una sustancia en reposo, por lo que la otra especie permanece en el término de transporte de cuerpo. Esta suposición de baja concentración unida con el hecho de que una especie está en reposo, da como resultado la siguiente ecuación de flujo permanente:
NAz  = - D AB ((CA2 – CA1)/(z2 – z1))Consecuentemente, la difusión de baja concentración de una especie en un medio estancado da como resultado perfiles de concentración lineales con un flujo constante.
 
Difusión con una reacción química
Dentro de un volumen de control que contiene la mezcla pueden ocurrir diferentes reacciones químicas mientras sucede la difusión. Una reacción homogénea es una reacción que ocurre uniformemente en elvolumen de control, mientras que una reacción heterogénea típicamente ocurre en una interfaz tal como la frontera sólida del volumen de control.
La ecuación de difusión unidimensional (z) de estado permanente, incluyendo un término de fuente-sumidero o reacción, es
       d(D AB dCA/dz)/dz + Si = 0
Para un sumidero (destrucción o remoción) con una tasa de reacción de primer orden Si = -kACA
Detal manera que:
D AB (d2CA/dz2)-kACA = 0             o           (d2CA/dz2) – m2CA = 0
Es importante anotar aquí que el flujo ya no es constante sino que ahora varía con z. La figura 1. contiene una serie de gráficas para las siguientes condiciones que representan la difusión de oxígeno disuelto (OD) en una capa de agua, a medida que es consumido por el zooplancton durante las respiración. Laconcentración de OD en las superficie (z = 0) es 12mg/L, mientras que a una profundidad de 40cm el OD es 4mg/L. En el dibujo se indican los diferentes valores del término fuente  kOD. Se utiliza un valor de D AB = 100cm2/s. Se nota que una tasa de respiración más fuerte incremente la curvatura de perfil y localiza la zona de máximo gradiente y máxima curvatura cerca de la superficie z1 = 0....
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