Kinetik at TU München

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2.3 Definition: Mechanismus einer Reaktion

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2.4 Transportphänomene - Definition - Allgmeine Gleichung

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2.5 Definition: Fluss
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2.6 Arten von Transportphänomenen

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2.6.1 Diffusion

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2.6.2 Viskosität

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2.6.4 Elektrische Leitfähigkeit

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2.7 Bildliche Erklärung Gradient z.B. Temperatur

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2.9 1. Fick'sches Gesetz

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2.10 Diffusionskoeffizient
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Kinetik

2.3 Definition: Mechanismus einer Reaktion
Summe aus Teilschritten, die zu einer Gesamtreaktion führt

Kinetik

2.4 Transportphänomene - Definition - Allgmeine Gleichung
= Evolution einer Systemeigenschaft aus Reaktionen auf eine Nichtgleichgewichtsverteilung Gleichung: J_x = -alpha* d(Eigenschaft)/dx J_x: Fluss alpha: Transportkoeffizient x: Ortskoordinate negatives Vorzeichen: Fluss läuft entgegen dem Gradienten => Teilchen laufen in Richtung des niedrigeren Werts (z.B. von hoher Temperatur zu niedrigerer)

Kinetik

2.5 Definition: Fluss
Menge von ..., die durch einen gegebenen Querschnitt in einer gegebenen Zeitspanne transportiert wird.

Kinetik

2.6 Arten von Transportphänomenen
1) Diffusion 2) Viskosität 3) Wärmeleitfähigkeit 4) Elektrische Leitfähigkeit

Kinetik

2.6.1 Diffusion
Transport von Materie gegen Konzentrationsgradient

Kinetik

2.6.2 Viskosität
Transport von Impuls gegen Geschwindigkeitsgradient

Kinetik

2.6.3 Wärmeleitfähigkeit
Transport von Energie gegen Temperaturgradient

Kinetik

2.6.4 Elektrische Leitfähigkeit
Transport von Ladung gegen Potentialgradient

Kinetik

2.7 Bildliche Erklärung Gradient z.B. Temperatur
Man hat Schichten mit unterschiedlichen Temperaturen => insgesamt daher nicht im Gleichgewicht Das Nichtgleichgewicht führt dazu, dass etwas transportiert wird, um dieses Gleichgewicht wieder herzustellen (hier Energie)

Kinetik

2.9 1. Fick'sches Gesetz
J_x = -D (d(N/V)) / dx bzw. J_x = -D dc/dx N/V: Teilchendichte [m^-3] c: Konzentration [mol/m^3] N: Teilchenzahl N = n*N_A --> n: Stoffmenge [mol] D: Diffusionskoeffizient [m^2/s] NA: Avogradokonstante [1/mol]

Kinetik

2.10 Diffusionskoeffizient
D = 1/3 lambda v~quer lambda: mittlere freie Weglänge [m] v~quer: mittlere Teilchengeschwindigkeit [m/s] lambda = kt/ sqrt(2) sigma p v~quer = sqrt(8RT/pi*m) = sqrt(8ksT/pi*m) sigma: Stoßquerrschnitt [m^2] p: Druck [pa] T: Temperatur [K]

Kinetik

2.11 Ansatz für Diffusion von Gasen
Kastenmodell: - 1-dimensionale Betrachtung - der Gradient von N/V bewirkt Teilchendiffusion von -x nach +x - zuer Ermittlung des Teilchenflusses definiert man sich Flussebene bei x=0 => Man definiert zwei weitere Ebenen links u rechts von der Referenzebene mit Abstand -lampda und +lamda (lambda = mittlere freie Weglänge) - dann betrachtet man an beiden Ebenen Teilchenfluss => Gesamtflusss setzt sich dann aus beiden Teilflüssen zusammen J_ges = J_-lambda - J_+lambda Wenn Teilchenstrom d(N/V)/dx =0 => im Gleichgewicht => Teilchenströme gleich groß

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