フィックの第二法則 - 球殻

次は,極座標系での拡散方程式,を考えていきましょう..

今度は,球殻を考えますが,検討するエリアを,
 rとx+Δrの間の空間
とします.
また,長さを,Δz,とします.

この球殻に拡散により流入する分子の量は,

となります.

前ページにもありますように,単位時間あたりの濃度変化と等しいので,

ここまでは,前ページの円筒と同じです.

ここから計算が異なり,球殻自体の体積ΔV,面積ΔSin,ΔSoutはそれぞれ,

と近似できるので,

となります.Δrが十分小さいときには,

 

となります.これが球殻における拡散方程式です.

円筒に比べて,第二項の係数が2になっているだけですね.

 

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