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Diffusion : Concepts fondamentaux

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Dans cours

PHYS-307: Physics of materials

This course discusses materials physics associated with the mechanical and structural properties of solids, primarily focusing on the physics of dislocation defect dynamics and linking diffusion kinetics to the fundamental physics of phase transformations. ...

Description

Cette séance de cours couvre les concepts fondamentaux de la diffusion, y compris les lois de Fick, la démonstration de la diffusion dans des systèmes unidimensionnels, les solutions de la deuxième loi de Fick, le coefficient de diffusion et la marche aléatoire, la dépendance à la température, l'auto-diffusion, la force appliquée aux particules diffusantes, l'équation de Darken, l'interdiffusion, la méthode de Boltzmann-Matano, les lois d'échelle, la distribution Heaviside et l'effet Kirkendall. L'instructeur explique les concepts avec des exemples et des démonstrations.

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Enseignant·e

Thomas La Grange

Enseignement et PhD Doctorant·es actuel·les Paolo Cattaneo, Antoine Nicolas Andrieux Cours Electron Matter Interactions in Transmission Electron Microscopy PHYS-637 Physics of materials PHYS-307 Ce cours traite de la physique des matériaux associée aux propriétés mécaniques et structurelles des solides, en se concentrant principalement sur la physique de la dynamique des défauts de dislocation et en reliant la cinétique de diffusion à la physique fondamentale des transforma

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Concepts associés (21)

Diffusion de la matière

La diffusion de la matière, ou diffusion chimique, désigne la tendance naturelle d'un système à rendre uniforme le potentiel chimique de chacune des espèces chimiques qu'il comporte. La diffusion chimique est un phénomène de transport irréversible qui tend à homogénéiser la composition du milieu. Dans le cas d'un mélange binaire et en l'absence des gradients de température et de pression, la diffusion se fait des régions de plus forte concentration vers les régions de concentration moindre.

Lois de Fick

vignette|250px|La diffusion moléculaire d'un point de vue microscopique et macroscopique. Les molécules solubles sur le côté gauche de la barrière (ligne violette) diffusent pour remplir le volume complet. En haut : une seule molécule se déplace aléatoirement. Au milieu : Le soluté remplit le volume disponible par marche aléatoire. En bas : au niveau macroscopique, le côté aléatoire devient indétectable. Le soluté se déplace des zones où les concentrations sont élevées vers les zones à concentrations plus faibles.

Molecular diffusion

Molecular diffusion, often simply called diffusion, is the thermal motion of all (liquid or gas) particles at temperatures above absolute zero. The rate of this movement is a function of temperature, viscosity of the fluid and the size (mass) of the particles. Diffusion explains the net flux of molecules from a region of higher concentration to one of lower concentration. Once the concentrations are equal the molecules continue to move, but since there is no concentration gradient the process of molecular diffusion has ceased and is instead governed by the process of self-diffusion, originating from the random motion of the molecules.

Fonction de Heaviside

En mathématiques, la fonction de Heaviside (également fonction échelon unité, fonction marche d'escalier), du nom d’Oliver Heaviside, est la fonction indicatrice de . C'est donc la fonction H (discontinue en 0) prenant la valeur 1 pour tous les réels strictement positifs et la valeur 0 pour les réels strictement négatifs. En 0, sa valeur n'a généralement pas d'importance, même si souvent elle vaut 1/2. C'est une primitive de la distribution de Dirac en théorie des distributions.

Step function

In mathematics, a function on the real numbers is called a step function if it can be written as a finite linear combination of indicator functions of intervals. Informally speaking, a step function is a piecewise constant function having only finitely many pieces. A function is called a step function if it can be written as for all real numbers where , are real numbers, are intervals, and is the indicator function of : In this definition, the intervals can be assumed to have the following two properties: The intervals are pairwise disjoint: for The union of the intervals is the entire real line: Indeed, if that is not the case to start with, a different set of intervals can be picked for which these assumptions hold.

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Diffusion et transport Phénomènes

Explore la diffusion, les phénomènes de transport, la loi de Fick, le transport thermique et électrique, les relations d'Onsager et les effets thermoélectriques.

Principe d'entropie maximale : Équations différentielles stochastiques

Explore l'application du hasard dans les modèles physiques, en mettant l'accent sur le mouvement brownien et la diffusion.

Diffusion des neutrons

Couvre les solutions de diffusion neutronique, y compris les solutions analytiques, le laplacien dans différentes géométries et la signification physique de la zone de diffusion.

Diffusion: Vue macroscopique

Explore la diffusion d'un point de vue macroscopique, en mettant l'accent sur la dérivation de l'équation de diffusion par la conservation de masse et la loi de flux fixe.

Diffusion dans les fluides : comprendre le transport de masse

Couvre la diffusion, en se concentrant sur le transport de masse dans les fluides et sa formulation mathématique.

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Fonction de Heaviside

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