Ley de Fick de la difusión

Las leyes de Fick de la difusión describe la difusión y puede ser utilizado solucionar para coeficiente de difusión.

Primera ley

Primera ley de Fick se utiliza en de estado estacionario difusión, es decir, cuando la concentración dentro del volumen de la difusión no cambia con respecto a tiempo. En una dimensión (espacial), esto está donde es proporcional a la velocidad de las partículas el difundir, que depende de la temperatura, viscosidad del líquido y del tamaño de las partículas según Alimenta-Einstein la relación. En soluciones acuosas diluídas los coeficientes de difusión de la mayoría de los iones son similares y tienen valores que en la temperatura ambiente estén en la gama de 0.6x10-9 a 2x10-9 m2/s. Para las moléculas biológicas los coeficientes de difusión se extienden normalmente a partir del 10 -11 a 10-10

m2/s.En dos o más dimensiones debemos utilizar, del o gradiente operador, que generaliza el primer derivado, obtenciónLa fuerza impulsora para la difusión unidimensional es la cantidad nesesaria para las mezclas ideales es el gradiente de la concentración. En sistemas químicos con excepción de soluciones o de mezclas ideales, la fuerza impulsora para la difusión de cada especie es el gradiente de potencial químico de esta especie. Entonces la primera ley de Fick (caso unidimensional).

Segunda ley

Ley de Fick segundo se utiliza en la difusión no-constante o continuamente que cambia del estado, es decir, cuando la concentración dentro de los cambios de volumen de la difusión con respecto a tiempo.Puede ser derivado de la primera ley y del equilibrio total del Fick:Si se asume que el coeficiente de difusión D para ser una constante podemos intercambiar las órdenes de distinguir y de multiplicarse por la constante:y, así, reciba la forma de las ecuaciones del Fick como fue indicado arriba.Para el caso de la difusión en dos o más dimensiones la segunda ley del Fick es análoga a la ecuación del calor.

Si el coeficiente de difusión no es una constante, sino depende de la coordenada y/o de la concentración.Está el caso un ejemplo importante donde φ está en un estado constante, es decir. la concentración no cambia por tiempo, de modo que la parte izquierda de la ecuación antedicha sea idénticamente cero. En una dimensión con constante, la solución para la concentración será un cambio linear de concentraciones adelante.

Aplicabilidad

Las ecuaciones basadas en la ley de Fick han sido de uso general modelar procesos del transporte en alimentos, neuronas, biopolímeros, productos farmacéuticos, poroso suelos, dinámica de la población, doping del semiconductor proceso, etc. Una cantidad grande de experimental investigación adentro polímero la ciencia y la ciencia de alimento ha demostrado que un acercamiento más general está requerido para describir el transporte de componentes en experimentar de los materiales transición de cristal. En la vecindad de la transición de cristal el comportamiento del flujo llega a ser “non-Fickian”. Vea también los procesos juntados no-diagonales del transporte (Onsager relación).

DIFUSIÓN

Es el fenómeno por el cual el O2 y el CO2 pasan a través de la membrana alvéolo-capilar. Los gases difunden de un lugar de mayor presión parcial a otro de menor, estableciéndose un gradiente o diferencia de presión.

Tasa de Difusión – Ley de Fick

Esta ley establece los factores de los que depende la magnitud del flujo difusional a través de la solución en los casos en que la membrana ofrece alguna restricción al paso de la sustancia, a través de la solución y la membrana.

LEY DE FICK PARA LA DIFUSIÓN DE GASES

Jneto O2 = D . A . PO2(alv) – PO2(cap) Dx

J= flujo neto de O2.D= constante de difusión.A= área (60 m2 para todos los alveolos)PO2(alv)= Presión Parcial alveolar (100 mmHg).PO2(cap)= Presión Parcial en capilar (40 mmHg).Dx= grosor de la barrera Hemato-alveolar.