Cara Membedakan Difusi Steady State dan Unsteady State

Perbedaan Utama – Difusi Steady State vs Unsteady State

Pada setiap suhu yang berbeda dari nol mutlak, semua atom suatu zat (dalam gas, cair atau padat) selalu bergerak. Gerakan-gerakan ini menyebabkan tabrakan satu sama lain. Akibat tumbukan tersebut, gerakan partikel tampak zig-zag. Namun, dapat diamati bahwa partikel dalam konsentrasi tinggi cenderung bergerak menuju konsentrasi yang lebih rendah melintasi gradien konsentrasi yang dikenal sebagai difusi . Difusi dapat dibagi menjadi dua jenis sebagai difusi keadaan tunak dan difusi keadaan tidak tunak. Perbedaan yang menonjol antara difusi keadaan tunak dan difusi keadaan tidak tunak adalah difusi keadaan tunak terjadi pada laju yang konstan sedangkan laju difusi keadaan tidak tunak adalah fungsi waktu. Kedua jenis ini dapat dijelaskan secara kuantitatif dengan hukum Fick .

Topik bahasan kami tentang:

1. Apa itu Difusi Keadaan Tetap – Definisi, Hubungannya dengan Hukum I Fick 2. Apa Itu Difusi Keadaan Tidak Tetap – Definisi, Hubungan dengan Hukum Pertama dan Kedua Fick 3. Apa Perbedaan Antara Keadaan Tetap dan Difusi Keadaan Tidak Tetap – Perbandingan Perbedaan Kunci

Istilah Kunci: Tumbukan, Difusi, Hukum Fick, Difusi Keadaan Tetap, Difusi Keadaan Tidak Tetap

Yang perlu anda ketahui tentang Difusi Steady State?

Difusi keadaan tunak adalah bentuk difusi yang berlangsung dengan laju konstan. Di sini, jumlah mol partikel yang melintasi antarmuka tertentu adalah konstan terhadap waktu. Maka dari itu, di seluruh sistem, laju perubahan konsentrasi dengan jarak (dc/dx) adalah nilai konstan dan perubahan konsentrasi dengan waktu adalah nol (dc/dt).

Untuk keadaan stabil,

dc/dx = konstan

dc/dt = 0

Dimana dc adalah perubahan konsentrasi, dx adalah jarak yang kecil dan dt adalah periode waktu yang kecil.

Gambar 1: Difusi

Hukum pertama Fick menentukan difusi keadaan tunak dan difusi keadaan tidak tunak secara kuantitatif. Hukum pertama Fick mengatakan bahwa fluks difusi berbanding lurus dengan gradien konsentrasi yang ada dan secara matematis dapat diberikan sebagai,

J = -D (dϕ/dx)

Di mana,

• J adalah fluks difusi; dimensinya adalah jumlah zat per satuan luas per satuan waktu, dan satuannya adalah mol m ² s ¹ .
• D adalah koefisien difusi. Hal ini juga dikenal sebagai difusivitas. Dimensi komponen ini adalah luas per satuan waktu, maka satuannya adalah m ² /s.
• adalah konsentrasi. Ini diberikan oleh satuan mol/m ³ .
• x adalah posisi zat terlarut. Dimensi untuk komponen ini adalah panjang. Ini diberikan oleh unit m.

Yang perlu anda ketahui tentang Difusi Keadaan Tidak Tetap

Difusi keadaan tidak tunak atau difusi keadaan tidak tunak adalah bentuk difusi di mana laju difusi merupakan fungsi waktu. Ini berarti laju difusi bergantung pada waktu. Maka dari itu, laju konsentrasi dengan jarak (dc/dx) tidak konstan dan perubahan konsentrasi terhadap waktu tidak nol.

Untuk keadaan tidak stabil,

dc/dx = berubah terhadap waktu

dc/dt 0

Dimana dc adalah perubahan konsentrasi, dx adalah jarak yang kecil dan dt adalah periode waktu yang kecil.

Hukum kedua Fick menentukan difusi keadaan tidak tunak secara kuantitatif. Hukum difusi kedua Fick digunakan untuk memprediksi bagaimana konsentrasi berubah dengan waktu ketika difusi terjadi. Ini diberikan oleh persamaan diferensiasi parsial seperti di bawah ini.

/δt = D ² /δx ²

Di mana,

• adalah konsentrasi (dimensi yang bergantung pada waktu dan lokasi (x)).
• t adalah waktu (diberikan oleh s)
• D adalah koefisien difusi.
• X adalah posisi (diberikan oleh dimensi panjang).

Maka dari itu, keadaan tidak tunak dirumuskan sebagai persamaan difusi parsial.

Perbedaan Antara Difusi Steady State dan Unsteady State

Definisi

Difusi Keadaan Stabil: Difusi keadaan tunak adalah bentuk difusi yang berlangsung dengan laju konstan.

Difusi Keadaan Tidak Stabil: Difusi keadaan tidak tunak atau difusi keadaan tidak tunak adalah bentuk difusi di mana laju difusi merupakan fungsi waktu.

Tingkat Difusi

Difusi Keadaan Stabil: Laju difusi konstan untuk difusi keadaan tunak.

Difusi Keadaan Tidak Stabil: Laju difusi tidak konstan untuk difusi keadaan tidak tunak. Ini bervariasi dengan waktu.

Ketergantungan pada Waktu

Difusi Steady State: Difusi steady state tidak bervariasi dengan waktu.

Difusi Keadaan Tidak Stabil: Difusi keadaan tidak tunak adalah fungsi waktu (berubah seiring waktu).

Hubungan dengan hukum Fick

Difusi Steady State: Steady state dapat ditentukan secara kuantitatif oleh hukum pertama Fick.

Difusi Keadaan Tidak Stabil: Difusi keadaan tidak stabil dapat ditentukan secara kuantitatif oleh hukum pertama dan kedua Fick.

Kata terakhir

Difusi keadaan tunak dan difusi keadaan tidak tunak adalah dua jenis difusi. Kedua jenis ini dapat dijelaskan secara kuantitatif dengan hukum Fick. Perbedaan yang menonjol antara difusi keadaan tunak dan difusi keadaan tidak tunak adalah difusi keadaan tunak terjadi pada laju yang konstan sedangkan laju difusi keadaan tidak tunak adalah fungsi waktu.

Sumber bacaan:

1. “Mekanisme difusi .” Bab 5. Difusi, Tersedia di sini . 2. “Difusi Viskoelastik (Non Fickian).” Jurnal Teknik Kimia Kanada, vol. 83, Desember 2005, hlm. 913–915., Tersedia di sini . 3. “Siklopedia Multifisika.” COMSOL, Tersedia di sini .