Biofizika I. DIFFÚZIÓ – OZMÓZIS - Biofizikai Intézet

More documents

Recommendations

Info

$Microsoft PowerPoint - Intermedier filamentumok [Kompatibilis m\363d]$

Biofizika I. 05/09/2012 A RÉSZECSKÉK MOZGÁSA Biofizika I. - DIFFÚZIÓ BROWN-MOZGÁS A RÉSZECSKÉK MOZGÁSA Biofizika I. - DIFFÚZIÓ BROWN-MOZGÁS MAKROSZKÓPIKUS KÉP MIKROSZKÓPIKUS KÉP a részecske és a közeg molekulái folyamatosan ütköznek egymással részecskék rendezetlen mozgása függ a hımérséklettıl (T): hımozgás á 1 2 ̅ 3 2 ~ A DIFFÚZIÓ LEÍRÁSA Mitıl függ a diffúzió „erıssége”? kinetikus gázelmélet – ideális gáz modell Biofizika I. - DIFFÚZIÓ A RÉSZECSKÉK MOZGÁSA Biofizika I. - DIFFÚZIÓ EGY RÉSZECSKE BROWN-MOZGÁSA 3D-BEN DIFFÚZIÓ Biofizika I. - DIFFÚZIÓ a részecskék egyenletlen (inhomogén) eloszlásának következtében a részecskék transzportja* valósul meg a magasabb koncentrációjú régiók felé régiók felıl az alacsonyabb koncentrációjú amíg a részecskék egyenletes eloszlást (homogén) nem mutatnak * Brown-mozgás t = 0 s t t = ∞ DIFFÚZIÓ A DIFFÚZIÓ TÉRBELI LEÍRÁSA – FICK I. TÖRVÉNYE Az egyszerőség kedvéért vizsgálódjunk 1D-ban (x tengely mentén): x Biofizika I. - DIFFÚZIÓ inhomogén eloszlás DIFFÚZIÓ homogén eloszlás 2
Biofizika I. 05/09/2012 A DIFFÚZIÓ TÉRBELI LEÍRÁSA – FICK I. TÖRVÉNYE ∆ ∆ A DIFFÚZIÓ TÉRBELI LEÍRÁSA – FICK I. TÖRVÉNYE átáramlott anyag mennyisége eltelt idő ∆ átáramlott anyag mennyisége eltelt idő ∆ ∆ ∆ anyagáram erősség felület anyagáram erősség ∆ felület ∆ ∆∆ ∆ ∆ ∆∆ Biofizika I. - DIFFÚZIÓ a koncentráció (c) változása az x tengely mentén KONCENTRÁCIÓ GRADIENS (hajtóerı) a koncentráció különbség (∆c) és a távolság (∆x) hányadosa két pont között az egyszerőség kedvéért: a koncentráció lineárisan változik ANYAGÁRAM-ERİSSÉG: I v (egység: mol/s) függ a felület (A) nagyságától ANYAGÁRAM-SŐRŐSÉG: J (egység: mol/m 2 s) független a felület (A) nagyságától ∆ ∆ állandó ∆ ∆ ANYAGÁRAM-SŐRŐSÉG egységnyi idı alatt egységnyi felületen hány mólnyi anyag jut keresztül ≈ DIFFÚZIÓ „ERİSSÉGE” A DIFFÚZIÓS EGYÜTTHATÓ A DIFFÚZIÓ TÉRBELI LEÍRÁSA – FICK I. TÖRVÉNYE ∆ ∆ ∆ ∆ ∆ ∆ Biofizika I. - DIFFÚZIÓ Biofizika I. - DIFFÚZIÓ a diffundáló részecske mobilitását jellemzi - ‘milyen gyorsan’ diffundál jele: D mértékegysége: m 2 s -1 számértéke megadja egységnyi koncentrációkülönbség esetén az egységnyi keresztmetszeten egységnyi idı alatt átáramló anyag mennyiségét függ mind a részecske, mind pedig a közeg sajátságaitól ∆ ∆ ∆ ∆ ∆ ∆ A DIFFÚZIÓ TÉRBELI LEÍRÁSA – FICK I. TÖRVÉNYE diffúzió révén az A felületen (áramlás irányára merıleges) ∆t idı alatt ∆n anyagmennyiség (mól) vándorol át Transzportfolyamatok általános leírása: Onsanger-féle lineáris összefüggés az extenzív mennyiség (anyagmennyiség) áramsőrősége egyenesen arányos az intenzív mennyiség (koncentráció) gradiensével Biofizika I. - DIFFÚZIÓ FICK I. TÖRVÉNYE az anyagáram-sőrőség egyenesen arányos a koncentrációeséssel ∆ ∆ ! negatív elıjel: a részecskék a magasabb koncentrációjú régió felıl az alacsonyabb koncentrációjú hely felé mozognak (diffundálnak) ! D: DIFFÚZIÓS EGYÜTTHATÓ A DIFFÚZIÓS EGYÜTTHATÓ ∆ ∆ ∆ ∆ Biofizika I. - DIFFÚZIÓ Gömbszimmetrikus (r: sugár) részecskék diffúziójára η viszkozitású közegben T hımérsékleten: ∗ 6 6 ∗ 6 6 STOKES-EINSTEIN ÖSSZEFÜGGÉS Biofizika I. - DIFFÚZIÓ hımérséklet (T) a diffúzió gyorsabb magasabb hımérsékleten: gyorsabb hımozgás a részecske geometriája /alakja (r) kicsi/globuláris részecske gyorsabban diffundál mint a nagy/fibriláris részecske a részecske moláris tömege (M) a nehezebb részecskék lassabban diffundálnak, mint a könnyebb részecskék a közeg viszkozitása (η) a diffúzió gyorsabb alacsonyabb viszkozitású közegekben, mint a magasabb viszkozitású közegekben gázok > folyadékok k: Boltzmann állandó k = 1.38 10 −23 joule/kelvin 3
Page 1: Biofizika I. 05/09/2012 2012. szept
Page 5: Biofizika I. 05/09/2012 DIFFÚZIÓ

Biofizika I. DIFFÚZIÓ – OZMÓZIS - Biofizikai Intézet

Create successful ePaper yourself

Delete template?

Save as template?