Jelaskan secara singkat konsep keadaan tunak (steady state) dalam konteks difusi.
Dalam konteks difusi material, keadaan tunak (steady-state) adalah suatu kondisi di mana laju perpindahan atom atau molekul melalui suatu area konstan dan tidak lagi berubah seiring berjalannya waktu.
Karakteristik Utama Keadaan Tunak
- Fluks difusi ($J$), yang menyatakan jumlah massa atau atom yang melewati satu satuan luas per satuan waktu, bernilai konstan di setiap titik dalam sistem.
- Profil konsentrasi zat yang berdifusi dari area konsentrasi tinggi ke konsentrasi rendah membentuk garis lurus yang stabil. Artinya, nilai konsentrasi ($C$) di suatu titik spesifik ($x$) tidak berubah terhadap waktu ($t$):$$\frac{\partial C}{\partial t} = 0$$
Karena fluksnya konstan, difusi keadaan tunak ini dimodelkan secara matematis menggunakan Hukum Fick I:
$$J = -D \frac{dC}{dx}$$
- $J$ = Fluks difusi ($\text{kg/m}^2 \cdot \text{s}$)
- $D$ = Koefisien difusi ($\text{m}^2/\text{s}$)
- $\frac{dC}{dx}$ = Gradien konsentrasi ($\text{kg/m}^4$)
Tanda negatif ($-$) di depan rumus menunjukkan bahwa arah difusi selalu bergerak dari area berkonsentrasi tinggi ke konsentrasi yang lebih rendah.
