Thermal Diffusion with Ammonia

A temperature gradient acts like an external field on colloidal suspensions and drives the solute particles to the cold or to the warm, depending on interfacial and solvent properties. We discuss different transport mechanisms for charged colloids, and how a thermal gradient gives rise to companion fields. Particular emphasis is put on the thermal response of the electrolyte solution: Positive and negative ions diffuse along the temperature gradient and thus induce a thermoelectric field which in turn acts on the colloidal charges. Regarding polymers in organic solvents, the physical mechanism changes with decreasing molecular weight: High polymers are described in the framework of macroscopic hydrodynamics, for short chains and molecular mixtures of similar size, the Brownian motion of solute and solvent becomes important.

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“…15. Regarding the size dependence, the experiments on particles of a = 50 and 100 nm confirm the linear law in (61).…”

Section: Dispersion and Depletion Forcessupporting

confidence: 56%

Thermal non-equilibrium transport in colloids

Würger¹

2010

Rep. Prog. Phys.

372

537

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“…In this sense, the gas-particle interaction potential will retain a similar shape as the LJ potential. This approach actually has been employed to develop the potentials between gas molecules and various nanomaterials and between graphitic solids [24,35,36]. Hence, the gas-particle interaction can be modeled by a general LJ type potential,…”

Section: Necessary Condition and Temperature Ranges For Negativementioning

confidence: 99%

“…Fundamentally, thermophoresis is similar to thermal diffusion. Although in the literature, thermophoresis has been frequently used as a substitute for thermal diffusion, it is well accepted, especially in gas media, that thermal diffusion is a molecular phenomenon, which describes the collective and statistical behaviors of one component in a mixture under temperature gradients, whereas, thermophoresis describes the kinetic behavior of isolated particles induced by temperature gradients in a fluid [7,[23][24][25][26][27][28][29][30][31]. In gases, Eq.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

“…(1) predicts that micro-or larger particles can only move from high to low temperatures (positive thermophoresis). For molecules (particles of molecular size), the Chapman-Enskog theory of thermal diffusion indicates that they can transport from low to high temperatures (negative thermal diffusion) [19,20,[24][25][26]. Therefore, as the particle size decreases from micro-to molecular scale, there exists a critical particle size, below which, negative thermophoresis becomes possible.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

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Negative thermophoresis of nanoparticles in the free molecular regime

Wang

2012

Phys. Rev. E

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Negative thermophoresis is a phenomenon of particle transport induced by a temperature gradient, by which small particles migrate from low to high temperatures. In gas media, it depends strongly on the gas-particle interaction and temperature. In this paper, we show that negative thermophoresis is possible in the free molecular regime and a theoretical criterion is derived. On the basis of a general gas-particle interaction potential, an empirical necessary condition for negative thermophoresis that the potential parameters should satisfy is also obtained. Finally, the temperature ranges for the occurrence of negative thermophoresis are determined for a series of gas-particle interaction parameters.

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“…Anläßlich diesbezüglicher Versuche konnte nun festgestellt werden, daß bei der Temperatur des flüssigen Sauerstoffs die Diffusionswärme von N2/A und von 02/A das entgegengesetzte Vorzeichen hat wie bei Zimmertemperatur. Diese Beobachtung fügt sich neueren Erfahrungen bei der Thermodiffusion von NH3/Ne 2 und 14 NH3/ 15 NII3 3 an.…”

unclassified

Vorzeichenwechsel bei der Diffusionswärme

Waldmann¹

1947

Zeitschrift Für Naturforschung A

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Zur Untersuchung der Temperaturabhängigkeit des Thermodiffusionsfaktors, welcher zugleich auch für die Diffusionswärme maßgebend ist, sind die auf letz-terer beruhenden Meßmethoden besonders geeignet, weil dabei fast einheitliche Temperatur herrscht und weil das Verfahren so sehr einfach ist 1 . Anläßlich dies-bezüglicher Versuche konnte nun festgestellt werden, daß bei der Temperatur des flüssigen Sauerstoffs die Diffusionswärme von N2/A und von 02/A das ent-gegengesetzte Vorzeichen hat wie bei Zimmertempe-ratur. Diese Beobachtung fügt sich neueren Erfah-rungen bei der Thermodiffusion von NH3/Ne 2 und 14 NH3/ 15 NII3 3 an. Zwecks Vermeidung mechanisch zu bewegender Apparaturteile wurde der stationäre Diffusions-thermoeffekt herangezogen und ein Strömungsdoppel-rohr nach dem früher angegebenen Schema benutzt 1 . Das ebenfalls schon früher beschriebene Verfahren, welches auf der Messung des exakt berechenbaren Temperaturlinienintegrals beruhte, konnte allerdings nicht angewandt werden, da die hierbei zulässigen Strömungsgeschwindigkeiten der Gase und demgemäß auch die zu beobachtenden Temperaturunterschiede zu klein sind. Die Strömungsgeschwindigkeiten wur-den vielmehr so groß gewählt — und für beide Gase gleich —, daß die Temperaturunterschiede infolge der Diffusionswärme extremal sind. Wie man aus den Grundgleichungen des Diffusionsthermoeffekts ent-nimmt, gilt für die extremale Temperaturdifferenz, gemittelt längs der Rohrachse, die Beziehung fR I K \ (T — ^extrem = ~CT Cl ^oo ~ V—oc) ®max \ DJ'

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Thermal Diffusion with Ammonia

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Thermal non-equilibrium transport in colloids

Thermal non-equilibrium transport in colloids

Negative thermophoresis of nanoparticles in the free molecular regime

Vorzeichenwechsel bei der Diffusionswärme

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