Черевко К. В. Вплив температури, тиску та концентрації на стаціонарну дифузію в обмежених системах

Дисертація присвячена дослідженню дифузійних процесів в мембранних системах та при дифузійному випаровуванні вільних краплин рідини. В дисертації побудовані теоретичні моделі, що дозволяють розглядати задачі дифузії в обраних системах виходячи з фундаментальних рівнянь термодинаміки нерівноважних процесів, а не з рівняння Фіка для постійного коефіцієнту дифузії, що є частинним випадком. Такий підхід дозволяє враховувати усі основні особливості досліджуваних систем в постановці задачі і не потребує подальшого введення штучних поправок в кінцевий результат, як це часто необхідно робити у випадку застосування класичного рівняння Фіка. В роботі розв’язана задача дифузії речовини крізь мембрану, що містить двокомпонентний розчин, в лінійному наближені термодинаміки нерівноважних процесів. Зроблено опис осмотичних явищ в мембранних системах при протіканні процесів дифузії. Отримані аналітичні залежності для потоків речовини, що дифундує від різниці концентрацій на границях мембрани для різних молекулярних моделей розчинів. При цьому досліджено вплив врахування ентропійних та енергетичних внесків в термодинамічний потенціал суміші на величину та характер дифузійного потоку та на функцію виробництва ентропії. В дисертації визначено, що моделювання зворотних хімічних реакцій можливе через міжмолекулярну взаємодію і не потребує дослідження хімічних особливостей системи. Шляхом порівняння з експериментальними даними показано, що розроблений теоретичний підхід дозволяє описувати дифузію в мембранних системах.В роботі отримані аналітичні залежності для дифузійного потоку пари від його концентрації біля краплини для випадку дифузійного режиму випаровування. Знайдено розподіл температури навколо краплини, що випаровується, який свідчить, що за умови нерозчинності фонового газу в речовині краплини повинен існувати градієнт температури.