기체확산계수 측정 실험

둘 또는 그 이상의 성분으로 구성된 유체내에 농도구배가 존재할 때, 각 성분은 그 농도구배를 줄이는 방향으로 흐르는 경향이 있다. 이 과정은 물질 전달로 알려져 있다. 증류탑 유체에서 또는 농도구배에 직각인 방향으로 유선 형태로 흐르는 유체내에서, 그 물질전달은 분자들의 자유로운 운동의 결과로서 영향을 받은 것이다.
물질 전달은 기상이나 혹은 액상에서 일어날 수 있고, 혹은 두 상에서 동시에 일어날 수도 있다. 액체가 증류탑에서 증발할 때 증기는 농도 구배에 의해 액체 표면으로부터 기상으로 옮겨진다. 그 과정은 액체 전체가 증발할 때까지 계속되거나 기체가 포화될 때까지 계속된다. 그리고 농도구배는 0으로 가까워진다.
두 성분 A와 B의 혼합물에서 A의 전달속도는 A의 확산속도뿐만이 아니라 B의 행동에 의해서도 결정된다. A의 단위면적당 몰속도는 다음과 같은 분자 운동에 기인한다. (Fick`s law).

(2) Fick의 확산법칙

분자확산은 각 분자가 무질서한 개별운동에 의해 유체 속을 운동 또는 이동해 나가는 것이다. 각 분자는 직선운동을 하지만 다른 분자와의 충돌에 의해서 방향이 임의로 바뀌는 무질서한 경로를 가지고 이동한다. …