A principal diferença entre Knudsen e difusão molecular é que a difusão Knudsen envolve a colisão de moléculas de gás com as paredes dos poros, enquanto a difusão molecular envolve o movimento de moléculas de um sistema para outro de acordo com o gradiente de concentração.
Difusão refere-se ao movimento de moléculas (especificamente moléculas de gás) através de um sistema. Este processo pode ser encontrado em dois tipos: difusão de Knudsen e difusão molecular.
O que é difusão de Knudsen?
Difusão de Knudsen é a difusão que ocorre quando o comprimento de escala de um sistema é comparável ou menor que o caminho livre médio da partícula envolvida. Este termo é usado principalmente em física e química, e recebeu o nome do cientista Martin Knudsen.
Ao considerar o movimento (mais especificamente, a difusão) das moléculas de gás através de poros capilares muito pequenos, se o caminho livre médio das moléculas de gás em difusão for maior que o diâmetro do poro, isso significa que a densidade desse gás é muito baixa, e as moléculas de gás tendem a colidir com as paredes dos poros em comparação com as colisões entre as moléculas. Este processo é denominado difusão de Knudsen ou fluxo de Knudsen.
Figura 01: Uma Molécula em um Poro Cilindro durante a Difusão de Knudsen
Além disso, podemos definir o número de Knudsen, que é uma boa medida da significância relativa da difusão de Knudsen. Se este número for maior que 1, significa que a difusão de Knudsen é importante para aquele sistema. Praticamente, este número é aplicável apenas a gases. Isso ocorre porque o caminho livre médio das moléculas nos estados líquido ou sólido é muito pequeno.
O que é Difusão Molecular?
Difusão é o movimento de moléculas de uma região de alta concentração para uma baixa concentração através de um gradiente de concentração. Esses movimentos ocorrem na mesma solução. Os fatores que afetam o gradiente de concentração também afetam a difusão.
Este movimento termina quando as concentrações das duas regiões se tornam iguais em todos os pontos. Isso significa que esse movimento ocorre até que o gradiente de concentração desapareça. Então as moléculas se espalham por toda parte dentro da solução.
Figura 02: Difusão de íons entre dois sistemas
A taxa de movimento das moléculas através da difusão é uma função da temperatura, da viscosidade do gás (ou fluido) e do tamanho da partícula. Normalmente, a difusão molecular descreve o fluxo líquido de moléculas de uma região de alta concentração para uma baixa concentração. Ao considerar os dois sistemas, A1 e A2, que estão à mesma temperatura e são capazes de trocar moléculas entre eles, uma mudança na energia potencial em qualquer um desses sistemas pode criar um fluxo de energia de um sistema para o outro (de A1 para A2 ou vice-versa), uma vez que qualquer sistema naturalmente prefere estados de baixa energia e alta entropia. Isso cria um estado de difusão molecular.
Qual é a diferença entre Knudsen e difusão molecular?
Existem dois tipos de difusão como difusão de Knudsen e difusão molecular. A principal diferença entre Knudsen e difusão molecular é que a difusão Knudsen envolve a colisão de moléculas de gás com as paredes dos poros, enquanto a difusão molecular envolve o movimento de moléculas de um sistema para outro de acordo com o gradiente de concentração.
Resumo – Knudsen vs Difusão Molecular
Existem dois tipos de difusão como difusão de Knudsen e difusão molecular. A principal diferença entre Knudsen e difusão molecular é que a difusão Knudsen envolve a colisão de moléculas de gás com as paredes dos poros, enquanto a difusão molecular envolve o movimento de moléculas de um sistema para outro de acordo com o gradiente de concentração.
