Я попытался изучить информацию, но до сих пор не очень понял точную разницу между диффузией , конвекцией и адвекцией . Может ли кто-нибудь помочь мне очистить мою концепцию?
Конвекция — это коллективное движение частиц в жидкости, которое на самом деле включает в себя как диффузию, так и адвекцию.
Обычно мы описываем два приведенных выше уравнения с помощью дифференциальных уравнений в частных производных:
Есть некоторые нюансы в комбинированном эффекте конвекции (например, принудительные, естественные, гравитационные механизмы), но общим определением для нее является полное движение.
конвекция = диффузия + адвекция.
То есть конвекция представляет собой сумму движения жидкости из-за объемного переноса среды (например, вода в реке, текущей вниз по течению - адвекция) и броуновского / осмотического рассеивания составляющей жидкости из областей с высокой плотностью в области с более низкой плотностью (например, капля чернил, медленно растекающаяся в стакане с водой - диффузия).
Диффузия — это когда отдельные частицы движутся и передают свой импульс и энергию другим частицам. Конвекция — это большое движение (примерно в одном направлении) большой массы частиц. О разнице см . это .
Смешивание капли чернил в стакане воды называется диффузией. Смешивание капли чернил (химических веществ) в текущей реке является одновременно диффузией и адвекцией. Подумайте о смерчах: все, что попадает в вихрь смерча, срывается вниз (диффузия), смешивается в круговом движении (адвекция) и уносится вместе с смерчем (движение вихря) (конвекция). Надеюсь, это поможет.
Диффузия: частицы при случайном движении переходят из зоны высокой концентрации в зону низкой концентрации (потому что они сталкиваются друг с другом), поэтому они не являются внешней силой (градиент давления, электрическое поле). Адвекция: частицы движутся под действием ВНЕШНЕЙ СИЛЫ. Так что это главное отличие, это происхождение силы (столкновение или внешняя сила). Добавлю, что эти 2 механизма могут складываться, либо конкурировать (как в ячейках).
Позвольте мне попытаться дать вам наглядное представление об этих терминах в уравнении адвекции-диффузии (ADE): Смешивание кофейных сливок Адвекция (1-й член в ADE): это механическое движение жидкости. Например, взбивая кофейные сливки ложкой.
Диффузия (2-й термин в ADE): после этого механического действия/действия ложки сливки будут растягиваться, складываться и образовывать тонкие нити. В это время мы видим размытие крема. Это называется молекулярной диффузией. Таким образом, адвекция увеличивает градиенты концентрации в жидкости, тогда как диффузия стирает эти градиенты.
Обратите внимание, что адвекция имеет решающее значение для достижения смешивания (гомогенизации сливок/сахара). При отсутствии адвекции на смешивание кофе уйдут месяцы (это будет скучно).
Qмеханик