Comment calculer la loi Fick diffusion moleculaire
Calcul loi Fick diffusion: dC/dt = D*d^2C/dx^2 (II loi), J = -D*dC/dx (I loi). Penetration depth ~ 2*sqrt(D*t). Adolf Fick Allemagne 1855. Glucose eau 6.7e-10 m²/s.
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Comment calculer la loi de Fick diffusion moleculaire: équations differentielles fondamentales physique chimie biologie transport masse. Première loi: J = -D × (dC/dx), Deuxième loi: ∂C/∂t = D × (∂²C/∂x²). Solution 1D: C(x,t) = C0 × erfc(x/(2√(Dt))). Penetration depth ~ 2√(Dt). Adolf Eugen Fick (Allemagne 1829-1901) Marburg-Zurigo 1855. Einstein 1905 Stokes-Einstein D = kBT/(6πηr). France: recherche matériaux CEA Saclay Paris-Saclay, ONERA Office National Etudes Aerospatiale Chatillon, CNRS Paris, IFP Énergies Nouvelles Rueil-Malmaison. Industries matériaux France: ArcelorMittal France steel, Saint-Gobain Paris glass.
Formules lois Fick
Première loi: J = -D*dC/dx.
Deuxième loi: dC/dt = D*d²C/dx².
Solution 1D: C(x,t) = C0*erfc(x/(2√(Dt))).
Penetration depth: 2*sqrt(D*t).
Stokes-Einstein: D = kBT/(6πηr).
Histoire et contexte
Adolf Fick (Allemagne 1829-1901) Marburg-Würzburg 1855 paper Über Diffusion Annalen Physik 94:59-86. Robert Brown UK-Australie 1827 Brownian motion pollen. Albert Einstein 1905 Stokes-Einstein. Jean Baptiste Perrin France 1908-1910 Sorbonne Paris Avogadro Nobel Physique 1926 'discontinuous structure of matter'. Norbert Wiener MIT 1923. France recherche matériaux: CEA Commissariat Énergie Atomique Saclay Paris-Saclay 1945 fonde 16000 employes nuclear materials atomic; ONERA Office National d Etudes et de Recherches Aerospatiales Chatillon Hauts-de-Seine 1946 fonde 2000 employes aerospace materials research; IFP Énergies Nouvelles Rueil-Malmaison Paris 1944 fonde 1700 employes oil gas energy materials; CNRS Centre National Recherche Scientifique Paris 32000 chercheurs 1100 laboratoires; CEA-LETI Laboratoire Electronique Technologie Informatique Grenoble 2000 employes microelectronique; CEA-LITEN Laboratoire Innovation Technologies Énergie Nanomateriaux Grenoble. Industrie matériaux France: ArcelorMittal France Florange Lorraine steel; Saint-Gobain Paris glass concrete materials founded 1665; Vallourec seamless steel pipes Boulogne-Billancourt; Faurecia automotive Nanterre; Air Liquide Paris industrial gases; L Oreal Paris cosmetics. Universites France matériaux: Sorbonne Universite Paris Faculte Sciences; Universite Paris-Saclay; ENS Paris-Lyon; Polytechnique Palaiseau X; Centrale Paris-Saclay; Mines Paris; INSA Lyon; INSA Toulouse; UTC Compiegne.
Pasteur Institut Paris 1887 Louis Pasteur 1822-1895 vaccins virologie immunologia 6000 employes.
Table coefficients D
- Glucose eau 25C: 6.7*10^-10 m²/s
- NaCl eau: 1.4*10^-9
- O2 air: 2.0*10^-5
- CO2 air: 1.6*10^-5
- Brownian 1um: 4.0*10^-13
- C dans Fe 1000C: 3.0*10^-11
Exemples numériques detailles
Exemple 1 - Glucose. D=6.7e-10. Penetration 3.11 mm.
Exemple 2 - O2 air. Penetration 6.93 cm.
Exemple 3 - C dans Fe. D=3e-11, 1h, 0.66 mm.
Exemple 4 - NaCl. 1 jour, 22 mm.
Exemple 5 - Brownian 1um. 1 min, 10.8 um.
Limites et considerations
- D constant.
- Linéaire.
- 1D semi-infini.
- Pas convection.
- Pas reactions.
- Equilibrium.
- Anisotrope.
- Quantum.
- Numérique.
- Float64.
Erreurs communes
- D vs conductivite.
- Unités.
- Première transitoire.
- J vs vitesse.
- Conditions limites.
- Penetration approximation.
- Math.exp.
- Arrhenius.
- Auto vs mutuelle.
- Classique vs quantum.
Applications numerotees
- CEA France: Commissariat Énergie Atomique Saclay Paris-Saclay 1945 16000 employes nuclear materials.
- ONERA: Office National Etudes Aerospatiale Chatillon 1946 2000 employes aerospace.
- IFP Énergies: Rueil-Malmaison 1944 1700 employes oil gas energy.
- CEA-LETI Grenoble: 2000 employes microelectronique.
- Industrie France: ArcelorMittal Florange, Saint-Gobain Paris 1665, Vallourec, Faurecia automotive.
- Universites France: Sorbonne, Paris-Saclay, ENS Paris-Lyon, Polytechnique, Mines Paris.
- Pasteur Institut: Paris 1887 Louis Pasteur 6000 employes vaccins.
- Histoire Fick: 1855 Marburg-Würzburg Annalen Physik.
- Einstein 1905: Stokes-Einstein D=kBT/(6πηr).
- Perrin Nobel 1926: Sorbonne Paris Avogadro.
Pour support
Pour questions techniques: info@calcoi.com. Outil educatif physique transport. Références Fick 1855, Einstein 1905, Crank 1975.
Mis à jour en juillet 2026
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