Transportcoëfficiënten

Transportcoëfficiënten zijn parameters die de snelheid aangeven waarmee grootheden zoals massa, momentum of energie in een medium worden getransporteerd door grafen of krachten. Ze treden op in constitutieve relaties die fluxen koppelen aan drijvende krachten en vormen zo het kernbegrip van transportverschijnselen en niet-evenwichtsthermodynamica. In een homogeen en isotroop medium zijn veel van deze coëfficiënten scalair; bij anisotrope materialen kunnen ze als tensoren voorkomen.

Tot de bekendste transportcoëfficiënten behoren onder meer diffusiecoëfficiënten, viscositeit en thermische geleidbaarheid. De diffusiecoëfficiënt D bepaalt de stoftransport als J = -D∇c (Fick’s wet). De dynamische viscositeit η en de volumieusheid ζ koppelen de zenuwachtige vervorming in vloeistoffen aan de resulterende spanning (bij Newtoniaanse vloeistoffen: τ = 2ηε̇ + ζ tr(ε̇)I). De thermische geleidbaarheid κ beschrijft het warmteverlies volgens q = -κ∇T. In elektrolytische of plasmasystemen kunnen ook elektrische transportcoëfficiënten een rol spelen.

Bepaling en eigenschappen: transportcoëfficiënten worden experimenteel vastgesteld, analytisch afgeleid of berekend via theorieën uit de kinetische theorie of moleculaire dynamica. Ze kunnen temperatuur, samenstelling en fasetoestand afhankelijk zijn en zijn vaak in tensorvorm gedefinieerd in anisotrope media. In de praktijk dienen ze als input voor modellen in stromingsleer, warmte- en massatransport, materiaalwetenschap en plasmaphysica. De relatie tot lineaire niet-evenwichtsventheorie onderstreept hun fundamentale aard in respons op kleine drijvende krachten.