Diferencia entre Knudsen y difusión molecular

6 de mayo de 2021 Escrito por Madu

Que diferencia principal entre Knudsen y la difusión molecular es que La difusión de Knudsen implica la colisión de moléculas de gas con las paredes de los poros, mientras que la difusión molecular implica el movimiento de moléculas de un sistema a otro de acuerdo con el gradiente de concentración..

La difusión se refiere al movimiento de moléculas (particularmente moléculas de gas) a través de un sistema. Este proceso se puede encontrar en dos tipos: difusión de Knudsen y difusión molecular.

CONTENIDO

1. Descripción general y diferencia clave
2. ¿Qué es la difusión de Knudsen?
3. ¿Qué es la difusión molecular?
4. Comparación directa: Knudsen frente a difusión molecular en forma tabular
5. Resumen

¿Qué es la difusión Knudsen?

La difusión de Knudsen es la difusión que ocurre cuando la longitud de escala de un sistema es comparable o menor que el camino libre medio de la partícula involucrada. Este término se utiliza principalmente en física y química y lleva el nombre del científico Martin Knudsen.

Si se considera el movimiento (más precisamente la difusión) de las moléculas de gas a través de poros capilares muy pequeños y el camino libre medio de las moléculas de gas que se difunden es mayor que el diámetro del poro, esto significa que la densidad de estas moléculas de gas tiende a ser muy pequeñas con las paredes de los poros chocan en comparación con las colisiones entre moléculas. Este proceso se llama difusión de Knudsen o flujo de Knudsen.

Figura 01: Una molécula en un poro de cilindro durante la difusión de Knudsen

Además, podemos definir el número de Knudsen, que es una buena medida de la importancia relativa de la difusión de Knudsen. Si este número es mayor que 1, significa que la difusión de Knudsen es importante para este sistema. Esta cifra es prácticamente sólo válida para gases. Esto se debe a que el camino libre medio de las moléculas en estado líquido o sólido es muy pequeño.

¿Qué es la difusión molecular?

La difusión es el movimiento de moléculas desde un área de alta concentración a una de baja concentración a través de un gradiente de concentración. Estos movimientos ocurren en la misma solución. Los factores que afectan el gradiente de concentración también afectan la difusión.

Este movimiento se detiene cuando las concentraciones de las dos áreas se igualan en cada punto. Es decir, este movimiento se produce hasta que desaparece el gradiente de concentración. Luego, las moléculas se distribuyen por toda la solución.

Figura 02: Difusión de iones entre dos sistemas.

La velocidad de movimiento de las moléculas por difusión es una función de la temperatura, la viscosidad del gas (o fluido) y el tamaño de las partículas. La difusión molecular generalmente describe el flujo neto de moléculas desde un área de alta concentración a un área de baja concentración. Considerando dos sistemas A1 y A2, que están a la misma temperatura y son capaces de intercambiar moléculas entre sí, un cambio en la energía potencial en uno de estos sistemas puede crear un flujo de energía de un sistema al otro (de A1 a A2 o viceversa), ya que cada sistema inherentemente prefiere estados de baja energía y alta entropía. Esto crea un estado de difusión molecular.

¿Cuál es la diferencia entre Knudsen y la difusión molecular?

Hay dos tipos de difusión como la difusión de Knudsen y la difusión molecular. La diferencia clave entre Knudsen y la difusión molecular es que la difusión de Knudsen implica la colisión de moléculas de gas con las paredes de los poros, mientras que la difusión molecular implica el movimiento de moléculas de un sistema a otro según el gradiente de concentración.

Resumen - Knudsen vs. Difusión Molecular

Hay dos tipos de difusión como la difusión de Knudsen y la difusión molecular. La diferencia clave entre Knudsen y la difusión molecular es que la difusión de Knudsen implica la colisión de moléculas de gas con las paredes de los poros, mientras que la difusión molecular implica el movimiento de moléculas de un sistema a otro según el gradiente de concentración.

Relación:

"Difusión Knudsen". Una visión general | Temas de ScienceDirectDisponible aquí.

Imagen de cortesía:

1. "Knudsen Diffusion" por KleverI - Trabajo propio (CC BY-SA 3.0) a través de Commons Wikimedia
2. "Difusión self1" por Rosentod - Trabajo propio (Dominio público) a través de Commons Wikimedia