1.8　菲克定律

扩散是一种重要的传质方式。扩散是指：由于热运动导致体系中任何一种物质的质点（原子、分子或离子等）由化学势高的区域向化学势低的区域转移的运动过程。

在单位时间内，通过垂直于传质方向单位截面的某物质的量，称为该物质的物质流密度。若组元A的传质是以扩散方式进行时，则该物质的物质流密度又称为摩尔扩散流密度，通常以符号JA，x表示。其中A为组元名称，x为扩散方向。

1856年菲克总结大量实验结果得出：在稳态扩散条件下，扩散流密度JA，x与扩散组元浓度梯度之间存在如下关系：

　　 （1-16） 　　

式（1-16）称为菲克第一定律。菲克第一定律表示，对于二元系中的一维扩散，扩散流密度与在扩散介质中的浓度梯度成正比，比例常数DA称为扩散系数，CA表示扩散组元A的浓度，它是某方向距离x的函数。菲克第一定律既可以用于稳态扩散，即dc/dt=0的情况，也可用于非稳态扩散。

在稳态扩散的情况下，通过实验容易由菲克第一定律确定出扩散系数DA，在物质的浓度随时间变化的体系中发生的是非稳态扩散，实际生产和实验中常常是非稳态扩散。阐明非稳态扩散规律的是菲克第二定律：

　　 （1-17） 　　

对菲克第二定律的微分方程，若扩散达到稳态时，则，对x积分，得到，即菲克第一定律，因此，菲克第一定律是菲克第二定律的特解。