کد محصول: 2237
تعداد صفحه: 26 صفحه
نوع فایل: PDF,Word
قیمت: 31000 تومان
انتشار یا Diffusion
چکیده
انتشار پدیده‌ای است که پخش ناشی از حرکت اتفاقی مولکول‌ها از جای پر غلظت به جای کم غلظت در جهت شیب غلظت را توصیف می‌کند. همچنین این پدیده در جانداران در تبادل مواد و املاح، بین سلول‌ها و خونِ در گردش نقش اساسی دارد.
کلیه مولکول‌ها و یون‌های موجود در مایعات بدن در حال حرکت دائم هستند و هر ذره به راه جداگانه خود می‌رود.
وقتی یک مولکول به مولکول دیگری نزدیک می‌شود، نیروهای الکترواستاتیکی و بین هسته‌ای مولکول اول مولکول دوم را دفع می‌کند و مقداری از انرژی حرکتی خود را به مولکول دوم می‌دهد که باعث می‌شود مولکول دوم مقداری انرژی جنبشی بدست آورد درحالی‌که مولکول اول آهسته‌تر و در جهتی متفاوت با مسیر اولیه حرکت می‌کند.
یک مولکول موجود در محلول در هر ثانیه میلیون‌ها بار این عمل را انجام می‌دهد. این حرکت مداوم را انتشار می‌گویند.
انتشار مولکولی یا نفوذ مولکولی که انتشار یا نفوذ هم نامیده می‌شود، حرکت حرارتی تمام ذرات (مایع یا گاز) در دمای بالاتر از صفر مطلق است. سرعت این حرکت تابعی از دما، گرانروی سیال و اندازه (جرم) ذرات است.
نفوذ شار خالص مولکول‌ها را از منطقه‌ای با غلظت بالاتر به منطقه‌ای با غلظت پایین‌تر توضیح می‌دهد. هنگامی که غلظت‌ها برابر هستند، مولکول‌ها به حرکت خود ادامه می‌دهند، اما از آنجا که هیچ شیب غلظتی وجود ندارد، روند نفوذ مولکولی متوقف شده و در عوض توسط فرایند نفوذ در خود، که ناشی از حرکت خود مولکول‌ها است اداره می‌شود.
مقدمه
اگر چند کریستال از یک ماده رنگی مانند سولفات مس در پایین یک بطری بلند پر از آب قرار گیرد، رنگ به آرامی از طریق بطری پخش می‌شود. در ابتدا رنگ در ته بطری متمرکز می‌شود. بعد از یک روز چند سانتی‌متر به سمت بالا نفوذ می‌کند. پس از چندین سال این محلول، یکدست به نظر می‌رسد. فرایند معتبر حرکت مواد رنگی، نفوذ مولکولی است که غالباً نفوذ ساده نامیده می‌شود که کلیه حرکات حرارتی ذرات (مایع یا گاز) در دمای بالاتر از صفر مطلق است.
سرعت این حرکت تابعی از دما، گرانروی سیال و اندازه (جرم) ذرات است. در گازها، انتشار با سرعت حدود ۵ سانتی‌متر بر دقیقه پیشرفت می‌کند. در مایعات، میزان آن حدود ۰٫۰۵ سانتی‌متر بر دقیقه است. در جامدات، سرعت آن ممکن است فقط در حدود ۰٫۰۰۰۰۱ سانتی‌متر بر دقیقه باشد. این کندی سرعت نفوذ، باعث اهمیت آن می‌شود. در بسیاری از موارد، نفوذ به ترتیب با سایر پدیده‌ها رخ می‌دهد.
نتیجه نفوذ، اختلاط تدریجی مواد است به گونه‌ای که توزیع مولکول‌ها یکنواخت باشد. از آنجا که مولکول‌ها هنوز در حرکت هستند، اما یک تعادل ایجاد شده‌است، نتیجه نهایی نفوذ مولکولی «تعادل دینامیک» نامیده می‌شود.
در یک فاز با دمای یکنواخت، وجود نیروهای خالص خارجی که بر روی ذرات عمل می‌کنند، در نهایت منجر به اختلاط کامل مولکول‌ها در هم می‌شود. دو سیستم S1 و S2 را در دما و توانایی تبادل ذرات یکسان در نظر بگیرید؛ در صورت تغییر در انرژی پتانسیل یک سیستم، به عنوان مثال μ۱> μ۲ (μ پتانسیل شیمیایی است) جریان انرژی از S1 به S2 رخ می‌دهد، زیرا طبیعت همیشه انرژی کم و حداکثر آنتروپی را ترجیح می‌دهد.
نفوذ، اغلب کارایی تقطیرهای تجاری و میزان واکنشهای صنعتی را با استفاده از کاتالیزورهای متخلخل محدود می‌کند. سرعت واکنش اسید و باز و سرعت جذب مواد مغذی در روده انسان را محدود می‌کند. نتیجه نفوذ، اختلاط تدریجی مواد است.
فهرست مطالب
چکیده
مقدمه ۱
قانون انتشار ۲
انتشار از غشای سلول ۲
انتشار ساده ۲
انتشار تسهیل شده ۲
اهمیت نفوذ ۳
قانون اول فیک ۳
قانون دوم فیک ۵
مشتق قوانین فیک ۵
قانون اول فیک ۵
قانون دوم فیک ۶
مشتق ۶
تعمیم ۸
کاربردها ۹
دیدگاه بیولوژیکی ۱۰
فیک در جریان مایعات ۱۰
کاربردهای سازه نیمه رسانا ۱۱
تاریخچه ۱۱
انواع نفوذ ۱۲
نوع اول: نفوذ ردیاب و نفوذ در خود ۱۲
نوع دوم: نفوذ شیمیایی ۱۲
نفوذ جمعی ۱۳
نفوذ مولکولی گازها ۱۴
قانون پخش مولکولی گراهام ۱۶
ضریب انتشار به عنوان تابعی از غلظت ۱۷
اهمیت نفوذ مولکولی در مهندسی نفت ۱۸
میزان تولید نفت زنده از مخزن ۱۹
تکنیک‌های اندازه‌گیری ۱۹
روش‌های مستقیم ۱۹
روش‌های غیر مستقیم ۲۰
روش پوسیدگی فشار ۲۰
روش ضریب شکست ۲۱
منابع ۲۳
