Hukum Fick, deskripsi hukum difusi gas makroskopik, yang fisiolog Fick (Fick) ditemukan pada tahun 1855. Termasuk dua elemen: (1) awal tahun 1855, Fick diusulkan: dalam satuan waktu melalui difusi arah tegak lurus terhadap luas penampang dari diffuser satuan aliran massa (disebut difusi Difusi fluks fluks, dinyatakan dalam J) dan penampang dari gradien konsentrasi (gradien Konsentrasi) adalah proporsional, yaitu, semakin besar gradien konsentrasi, semakin besar fluks difusi. Ini adalah hukum pertama Fick. (2) Hukum kedua hukum pertama Fick berasal atas dasar. Fick kedua hukum menyatakan bahwa, dalam proses difusi non-steady-state, jarak x, laju perubahan konsentrasi dengan waktu sama dengan jarak di mana laju difusi perubahan fluks dengan nilai negatif. Pada awal 1855, Fick diusulkan: dalam satuan waktu melalui difusi arah tegak lurus terhadap luas penampang dari diffuser satuan aliran massa (disebut difusi Difusi fluks fluks, dinyatakan dalam J) dan gradien konsentrasi di penampang (Konsentrasi gradien) proporsional, yaitu, semakin besar gradien konsentrasi, semakin besar fluks difusi. Ini adalah Hukum Pertama Fick, ekspresi matematis adalah sebagai berikut:

Formula (1), D disebut koefisien difusi (m / s), C merupakan bahan difusi (komponen) volume konsentrasi (atom / m atau kg / m), dC / dx adalah gradien konsentrasi, tanda "-" kata arah difusi adalah arah yang berlawanan dari gradien konsentrasi, yaitu konsentrasi difusi komponen daerah tinggi ke daerah difusi konsentrasi rendah. Difusi J fluks unit adalah kg / m ^ 2 s.

Koefisien difusi (koefisien Difusi) D adalah kecepatan difusi deskripsi fisik penting, yang setara dengan gradien konsentrasi fluks difusi 1, nilai D semakin besar penyebaran cepat. Untuk padat difusi keadaan logam, nilai D yang kecil, misalnya, 1000 karbon dalam -Fe ketika difusi koefisien D hanya 10m ^ 2 / s besarnya.

Hukum dan J pertama Fick tidak hanya beradaptasi dengan perubahan dari waktu ke waktu - difusi negara (Steady-state difusi) dari acara tersebut (lihat Gambar 3,7-1). Untuk kondisi mapan difusi dapat digambarkan sebagai: dalam proses difusi, difusi seluruh konsentrasi komponen C hanya dengan jarak x berubah tanpa mengubah dengan waktu t, pada setiap waktu untuk jumlah difusi atom dari depan, difusi kembali untuk mengambil Berapa banyak atom, tidak ada keuntungan atau kerugian, sehingga konsentrasi tidak berubah dengan waktu. Bahkan, sebagian besar proses difusi dilakukan di bawah kondisi non-stabil. Non-negara difusi (Nonsteady-state difusi) ditandai dengan: dalam proses difusi, variasi J dengan waktu dan jarak. Sepanjang fluks difusi melalui J dengan mengubah jarak x, dan difusi negara fluks difusi yang sama di mana-mana, dan berbeda dengan waktu. Untuk non-steady-state difusi, hukum kedua Fick diperlukan untuk menerapkannya.

Hukum kedua Fick adalah hukum atas dasar pertama berasal. Fick kedua hukum menyatakan bahwa, dalam proses difusi non-steady-state, jarak x, laju perubahan konsentrasi dengan waktu sama dengan jarak di mana laju difusi perubahan fluks dengan nilai negatif, yaitu

Disubstitusikan ke persamaan di atas, kita mendapatkan

Ini adalah ekspresi matematis dari hukum kedua Fick. Jika koefisien difusi D adalah independen konsentrasi, persamaan dapat ditulis sebagai

Rumus di atas, C adalah konsentrasi volume material menyebarkan (kg / m), t adalah waktu difusi (s), x adalah jarak (m). Bahkan, padat solusi terlarut atom difusi koefisien D adalah perubahan dengan konsentrasi, dalam rangka memecahkan persamaan difusi sederhana, sering diperkirakan sebagai konstan dari perlakuan D.

Formula (2) dan (3) adalah persamaan diferensial parsial, pemecahan harus terlebih dahulu membuat transformasi: order, sehingga formula (3,7-3) dapat diubah menjadi persamaan diferensial biasa, dikombinasikan dengan kondisi awal dan batas persamaan diperoleh Solusi umum. Dapat diselesaikan dengan menggunakan solusi umum, termasuk difusi non-negara dari isu-isu spesifik.