Диффузия в жидкости. Уравнение Фика. Уравнение диффузии для мембран.
Диффузия - самопроизвольное проникновение молекул одного вещества между молекулами других. Явление диффузии - важный элемент диффракционирования мембран. При диффузии происходит перенос массы вещества. В биофизике это называется транспорт частиц. Основным уравнением диффузии является уравнение Фика:
где I – плотность частиц при диффузии в жидкость. D – коэффициент диффузии. Коэффициент 1/3 возник ввиду трехмерного пространства и хаоса в движении молекул (в среднем в каждом из 3-х направлений перемещается 1/3 часть всех молекул) сигма - средняя длина свободного пробега молекул тау -среднее время оседлой жизни молекул С- массовая концентрация молекул Х- перемещение молекул вдоль оси X
Знак «-» показывает, что диффузия молекул происходит из области их большей концентрации в область меньшей концентрации. Уравнение диффузии можно записать в виде:
n – концентрация молекул. Градиент концентрации R- универсальная газовая постоянная; Т- абсолютная температура градиент химического потенциала, Тогда С - концентрация частиц. А Эйнштейн показал, что D пропорционально Т. Дня биологических мембран уравнение Фика имеет вид:
l – толщина мембраны.
|
- градиент массовой концентрации
- концентрация молекул внутри клеток
- коэффициент проницаемости
