Эффект Дюфура

Эффект Дюфура (термодиффузионный эффект[1][K 1]), или Дюфора — явление возникновения разности температур в многофазной системе (смеси) вследствие разности концентраций компонент смеси (фаз). Назван в честь швейцарского физика Л. Дюфура (фр. L. Dufour), в 1872 или 1873[4] году впервые наблюдавшего эффект. Данный эффект обратен эффекту термодиффузии (эффекту Соре)[4].

В газах (например, смесь азота с водородом) эффект достигает нескольких градусов Цельсия, в жидкостях — меньше тысячных градуса[4].

При постоянном давлении тепловой поток ${\displaystyle {\vec {J}}_{q}}$, возникающий из-за градиента концентрации ${\displaystyle \nabla c_{1}}$ и температуры ${\displaystyle \nabla T}$, равен[1]:

${\displaystyle {\vec {J}}_{q}=-\lambda \nabla T-\rho _{1}T\mu _{11}^{c}D''\nabla c_{1}.}$

Здесь ${\displaystyle \lambda }$ — коэффициент теплопроводности, ${\displaystyle D''}$ — коэффициент Дюфура, ${\displaystyle \rho _{1}}$ — плотность первого компонента, ${\displaystyle \mu _{11}=\left({\frac {d\mu _{1}}{dc_{1}}}\right)_{T}}$, ${\displaystyle \mu _{1}}$ — химический потенциал первого компонента.

Кроме потока тепла, возникает также и поток массы (диффузия)[1]:

${\displaystyle {\vec {J}}_{1}=-\rho c_{1}c_{2}D'\nabla T-\rho D\nabla c_{1},}$

где ${\displaystyle D'}$ — коэффициент термодиффузии, D — коэффициент диффузии.

Согласно теореме Онсагера, коэффициенты Дюфура и термодиффузии равны: ${\displaystyle D''=D'}$ (соотношения Онсагера).

Задача Гретца — модельная задача о конвекции бинарной смеси в трубе с учётом эффекта Соре и эффекта Дюфура.