Hidrológiai Közlöny 1987 (67. évfolyam)
5-6. szám - Márkos Gergely: Hidrogeokémiai rendszerek diffúziós folyamatai. 1. rész: Alapfogalmak és a korszerű diffúzióelmélet
270 HIDROLÓGIAI KÖZLÖNY 1987. 67. ÉVFOLYAM, 5—6. SZ ATJ alapvető megfogalmazását. Tehát a termosztatika kifejezés teljesen alaptalan.] Elektrolit: olyan oldat (folyadék vagy sziláid), amelynek elektromos vezetőképessége van; az alkotórészecskék valamilyen hányada ionizált formában van jelen. Empirikus: az összefüggések vizsgálata és leírása (matematikai, szóbeli stb.) mérések alapján az elméleti alapelvekre való tekintet nélkül. Fázis: a tulajdonságaiban és összetételében megkülönböztethető anyagcsoport (péleául: kova, jég, hematit stb.). Fenomenológia: az összefüggések vizsgálata és leírása (matematikai, szóbeli stb.) makroszkopikus mérések/megfogalmazások alapján az elméleti alapelvek értelmében (különös tekintettel a mikroszkopikus, illetve statisztikus mechanika alapelvei szerint). Folyamat az idővel leírható állapotváltozás vagy helyzetváltozás jelensége. IFT az Irreverzíbilis folyamatok termodinamikáját jelöli, amely az egyensúly felé tartó rendszer jelenségeit, megfogalmazásait, összefüggéseit, matematikai kifejezéseit, és törvényeit/tételeit foglalja magában változásban levő állapotokra, amely az entrópia maximálására, illetve az energia minimálására törekszik. Irreverzibilis folyamat: minden előzőleg perturbált rendszer izoláltan a környezetétől a dinamikus egyensúlyállapot felé, a maximumentrópia, illetve a minimumenergia felé törekszik. A potenciális és a kinetikus energia, vagy a rendszer alkotóinak lehetséges elrendeződése (entrópia) jelentik a hajtóerőt az egyensúly felé. Ez a folyamat csak akkor visszafordítható, ha a rendszeren munkavégzés történik. Tehát a magárahagyott rendszer állapotváltozása visszafordíthatatlanul valamilyen állapot felé tendál. Koncentráció: általában az anyagmennyiség/anyagsűrűség számokban való kifejezését jelenti. Konvektlv: a hőmérsékleti különbségek hatására létrejött mozgási folyamat. Rendszer: az univerzumtól elválasztott fogalmilag, matematikailag vagy fizikailag meghatározott része, amely a vizsgálat tárgyát képezi, és a belső, vagy a környezet hatásával kapcsolatos állapotait, vagy folyamatait kívánjuk ok-okozati összefüggéseiben megállapítani (elemezni, értelmezni, viselkedését előre jelezni stb.). Soret-hatás: a hőmérsékleti különbségek hatására létrejött anyagmozgási folyamat (gyakran termális diffúziónak nevezik). TKF: a többkomponensű kölcsönhatási folyamatok rövidítése; az olyan kapcsolt folyamatokra vonatkozik, amelyek egymást hely-, vagy állapotváltozásukban befolyásolhatják, illetve intenzitásuk és kapacitásuk függvényében módosítják. Teliát folyamatok különkülön nem vizsgálhatók — attól eltekintve, hogy alkotóikra bontva értelmezhetők csak — hanem a rendszerszemlélet, az egész egységes vizsgálatával értelmezhetők. Transzport: passzív mozgási, helyváltoztatási, terjedési folyamat, melyben a folyamatot előidéző tényleges, vagy virtuális erők a szállítást végző közegre hatnak, és a kérdéses entitás (tulajdonságokban kifejezhető egység: anyag, energia, fogalom) csak passzívan vesz részt, és a szabadság fokainak függvényében a szállítóközegen belül önálló mozgást, terjedést, állapotváltozást végezhet (összehasonlításként lásd a vektoriális terjedési folyamatot). VTF: a vektoriális terjedési folyamat rövidítése. A VTF egy teljesen általános megfogalmazást foglal magában olyan mozgási, helyváltoztatási, illetve terjedési folyamatokra, amelyek valamilyen erőtér hatására közvetlenül és irányítottan jönnek létre — a véletlenszerű folyamatokkal ellentétben — és a transzportfolyamaton belül' és attól kvázi függetlenül működnek; diffúzió, elektromos ionkonuktivitás, stb. például. F2. A cikkben használt fontosabb jelölések alsó index általában komponens, összetevő, fázis jelzését szolgálja felső index általában állapotot, folyamatot jelöl c moláris koncentráció (mol/1), vagy e az elektron töltése (1,6022 X 10"" C) (1 mol elektron = eJV=96 484,56 C) / a részecskék ugrási frequenciája (l/s) g a részecskék ugrásának száma (dimenziónélküli szám) h Planck-állandó (6.6262X 10~ 3 1 J/s) k Boltzmann-állandó (1,3806X 10" 2 3 J/K) l a részecske ugrási távolsága (m) rn tömeg (kg) mj molális koncentráció (mol/kg) n anyagmennyiség (mol) r sugár, rádiusz (m) s lokális entrópia (J/mol • K) s v lokális térfogati entrópia <° elektrolitcella átviteli szárny (dimenziónélküli szám) <'' Hittorf átviteli szám (dimenzió nélküli szám, 2t h =1,0) u oldott ion, molekula mobilitása az oldószerben lokális belsőenergia (J/mol) u lokális térfogati belső energia (J/mol -ni 3) v sebesség (m/s) x távolság (m) z ion töltése, pozitív, negatív, vagy 0 dimenzió-nélküli szám) D diffúziós együttható (általános, dimenziónélkül, vagy cm 2/s) D" diffúziós együttható végtelen híg oldatban F a folyamatot hajtó erő, általános megfogalmazásban ^stokes viszkózus anyag mozgási ellenállása a Stokes-törvénv szerint F Faraday-állandó (96 484,56 C/mol) I elektromos áramerősség (A) I* elektromos áramsűrűség (A/m 2) J áram, fluxus, általános megfogalmazásban J 8 entrópiaáram a rendszer és környezete között N ^4w>(7acfo-o-állandó (6,022045X 10 2 3/mol) P nyomás (Pa) li univerzális gázállandó (8 314,3 J/kmol • K) lie Reynolds-szám 5 entrópia (J/mol -K) T abszolút hőmérséklet, (K) "|7 térfogat (m 3) /I parciális térfogat (m 3/mol-hányados) .V erőtér általános megfogalmazásban a megoszlási hányados (dimenzió nélküli szám) A Kronecker delta 0 elektromos feszültség (V) fázis y molális aktivitási együttható (kg/mol) A az oldott ion molális fajlagos elektromos konduktivitása az oldószerben (S •m-'/niol) X" ion elektromos konduktivitása afiktív végtelen híg oldatban fi kémiai potenciál (J/mol) fi 0 kémiai potenciál standard állapotra (J/mol) v sztoehiornetrikus együttható (dimenzió nélküli szám) a lokális entrópiaprodukció sebessége; az entrópiatermelés egysógidőre ós egységtórfogatra vonatkoztatott mennyisége r átlagos ion/molekula ugrási idő (s) A az oldott elektrolit (nem disszociált egység) molális fajlagos konduktivitása az oldószerben (S -m 2/mol) A 0 az oldott elektrolit (nem-disszociált egység) konduktivitása a végtelen híg oldatban Kézirat beérkezett: 1987. július 5. Közlésre elfogadva: 1987. augusztus 7. Elhangzott az MHT Hidraulikai ós Műszaki Hidrológiai Szakosztálya ós a VITUKI „Diffúzió a hidrológiában ós a hidraulikában" c. szemináriumán, 1987. május 28-án. Diffusion process in hydrogeocliemistry systems I. Fundamental concepts and (he theory of simplesystems G. Markos Abstract: Diffusion is an important process in aqueous systems of porous geologic materials, especially for short distance movement of dissolved, suspended or solvent entities. In evaluating transport processes of hydrogeochemical systems one finds a large scale confusion and misunderstanding of diffusional processes. Mechanical dispersion, Soret-effect, osmotic potential, tortuosity of porous materials, and other phenomena are jammed into one single constans as part of the hydrodynamic equation. Furthermore,
