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扩散作用

指数 扩散作用

扩散作用是一个基于分子热运动的输运现象,是分子通过布朗运动从高浓度区域向低浓度区域的输运的过程。它是趋向于热平衡态的驰豫过程,是熵驱动的过程。菲克定律是扩散作用的近似描述,实际过程是从高化学势区域向低化学势区域的转移。扩散作用的速率和混合物的浓度梯度一般不太大,因此通常可以用近平衡态热力学理论进行处理。 扩散作用有多种微观解释,较有影响力的是分子动理论的解释和随机行走模型的解释。.

27 关系: 偏微分方程协助扩散布朗运动分子运动论分子擴散催化剂固体理想氣體理想溶液细胞生物学细胞膜热力学第二定律隨機漫步菲克定律载体蛋白载流子输运现象通道蛋白通量連續性方程式陶瓷格銳目定律梯度氨基酸渗透扩散电流

偏微分方程

偏微分方程(partial differential equation,缩写作PDE)指含有未知函数及其偏导数的方程。描述自变量、未知函數及其偏导數之間的關係。符合這個關係的函数是方程的解。 偏微分方程分為線性偏微分方程式與非線性偏微分方程式,常常有幾個解而且涉及額外的邊界條件。.

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协助扩散

#重定向 被动运输#易化扩散(协助扩散).

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布朗运动

此文是关于布朗运动。对于随机的过程,请参阅 维纳过程。从热力学的角度定义的话,需要参阅热力学温度以及能量均分定理。对于数学模型,请参阅随机游走。 布朗运动(Brownian motion)是微小粒子或者颗粒在流体中做的无规则运动。布朗运动过程是一种正态分布的独立增量连续随机过程。它是随机分析中基本概念之一。其基本性质为:布朗运动W(t)是期望为0、方差为t(时间)的正态随机变量。对于任意的r小于等于s,W(t)-W(s)独立于的W(r),且是期望为0、方差为t-s的正态随机变量。可以证明布朗运动是马尔可夫过程、鞅过程和伊藤过程。 它是在西元1827年英國植物學家罗伯特·布朗利用一般的顯微鏡觀察懸浮於水中由花粉所迸裂出之微粒時,發現微粒會呈現不規則狀的運動,因而稱它布朗運動。布朗運動也能測量原子的大小,因為就是有水中的水分子對微粒的碰撞產生的,而不規則的碰撞越明顯,就是原子越大,因此根據布朗運動,定義原子的直徑為10-8厘米。.

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分子运动论

分子运动论(又稱气体动理论或分子动理论)是描述气体为大量做永不停息的随机运动的粒子(原子或分子,物理学上一般不加区分,都称作分子)。快速运动的分子不断地碰撞其他分子或容器的壁。分子动理论就是通过分子组分和运动来解释气体的宏观性质,如压强、温度、体积等。分子动理论认为,压强不是如牛顿猜想的那样,来自分子之间的静态排斥,而是来自以不同速度做热运动的分子之间的碰撞。 分子太小而不能直接看到。显微镜下花粉颗粒或尘埃粒子做的无规则运动——布朗运动,便是分子碰撞的直接结果。这可以作为分子存在的证据。.

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分子擴散

分子擴散(molecular diffusion),通常簡稱擴散,是任何粒子(氣體或液體)於絕對零度以上之環境下的熱力學運動。本行為的速率是溫度、流體黏度以及粒子大小(質量)的函數。擴散解釋高濃度與低濃度之間存在分子淨通量的原因。一旦濃度相等,分子雖持續運動,但由於濃度梯度已不復存在,分子遂停止擴散,改由自擴散主導分子的隨機運動。擴散的結局是材料逐漸混合,使分子分佈達成均勻。由於分子依然持續運動,但平衡也已經建立,因此分子擴散的最終狀態被稱為「動態平衡」。在具有均勻溫度的相態中,因不受外部淨力影響,擴散過程最終將達到完全混合。 今考慮兩個等溫且有能力交換粒子的系統,S1與S2。如果系統位能有發生交換;例如μ1>μ2(μ為化學勢),則系統S1至系統S2將有能量流產生,因為自然傾向降低能量並使熵值極大化。 分子擴散一般都以菲克定律作為其數學描述。.

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催化剂

催化劑又稱觸媒,是能透過提供另一活化能較低的反應途徑而加快化學反應速率,而本身的質量、組成和化學性質在參加化學反應前後保持不變的物質。例如二氧化錳可以作為過氧化氫(雙氧水)分解的催化劑。與催化劑相反,能減慢反應速率的物質稱為抑制劑。過去曾用的「負催化劑」一詞已不被國際純粹與應用化學聯合會所接受,而必須改用抑制劑一詞,催化劑一詞僅指能加快反應速率的物質。.

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固体

固體是物質存在的一種狀態,是四種基本物质状态之一。與液體和氣體相比,固體有固定的體積及形狀,形狀也不會隨著容器形狀而改變。固體的質地較液體及氣體堅硬,固體的原子之間有緊密的結合。固體可能是晶体,其空間排列是有規則的晶格排列(例如金屬及冰),也可能是無定形體,在空間上是不規則的排列(例如玻璃)。一般而言,固体是宏观物体,一个物体要达到一定的大小才能夠被称为固体,但是对其大小無明确的规定。 物理學中研究固體的分支稱為固体物理学,是凝聚态物理学的主要分支之一。材料科学探討各種常見固體的物理及化學特性。固體化學研究固體結構、性質、合成、表徵等的一門化學分支,也和一些固體材料的化學合成有關。.

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理想氣體

想氣體為假想的气体。其假設為:.

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理想溶液

想溶液是溶质与溶剂混合为溶液时,既不放热,也不吸热,溶液体积适等于溶质体积和溶剂体积之和。 实际存在的溶液均不能合于理想溶液的定义,但是溶质分子结构和性质越是与溶剂分子相接近,混合后的溶液行为就越和理想溶液相近。一般来说,稀溶液的行为较浓溶液的行为更加接近理想溶液的行为。 在化學中代表該溶液溶解時的溶解熱(焓的改變量)為零;溶解熱越接近零,則該溶液的行為就越為「理想」。這個概念主要是奠基於化學熱力學及其應用。另一種說法是溶質與溶質之間、溶劑與溶質之間、溶劑與溶劑之間的作用力都相等,則為理想溶液。.

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细胞生物学

细胞生物学(cell biology)舊稱细胞学(cytology),是研究细胞的形态结构、生理機能、細胞週期,细胞分裂, 细胞凋亡, 以及各種胞器及訊息傳遞路徑的学科。研究範圍專注在生物學的微觀下與分子層次。細胞生物學研究包括極大的多樣性的單細胞生物,如細菌和原生動物,以及在多細胞生物如人類,植物,和海綿的許多專門的細胞。 细胞生物学在显微、亚显微和分子水平三个层次上进行研究,并不断向探究细胞与细胞间、细胞与细胞外界相互作用等领域拓展,向探究细胞增殖、分裂、死亡等生命活动内在规律纵深。从生命结构层次看,细胞生物学位于分子生物学与发育生物学之间,同它们相互衔接,互相渗透。 細胞是生命的基本單位,細胞的特殊性決定了個體的特殊性,因此,對細胞的深入研究是揭開生命奧秘、改造生命和征服疾病的關鍵。細胞生物學已經成為當代生物科學中發展最快的一門尖端學科,是生物、農學、醫學、畜牧、水產和許多生物相關專業的一門必修課程。 50年代以來諾貝爾生理與醫學獎大都授予了從事細胞生物學研究的科學家。 細胞生物學是研究細胞結構、功能及生活史的一門科學。細胞生物學由细胞学(cytology)發展而來,细胞学是關於細胞結構與功能(特別是染色體)的研究。現代細胞生物學從顯微水平,超微水平和分子水平等不同層次研究細胞的結構、功能及生命活動。 對於所有的生物科學,了解細胞的成分和細胞是如何工作是至關重要的。賞析細胞類型之間的異同,對於細胞和分子生物學領域以及生物醫學領域,如和發育生物學尤為重要。這些基本的相似性和差異提供了一個統一的主題,有時允許從研究一種細胞類型學到的原則進行外推並推廣到其他類型的細胞。因此,細胞生物學的研究和以下學科密切相關:遺傳學,生物化學,分子生物學,免疫學和發育生物學。.

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细胞膜

细胞膜,又称原生質膜(英語:cell membrane),为细胞結構中分隔细胞内、外不同介质和组成成份的界面。原生質膜普遍认为由磷脂質双层分子作为基本单位重复而成,即磷脂双分子层,其上镶嵌有各种类型的膜蛋白以及与膜蛋白结合的糖和糖脂。原生質膜是细胞与周围环境和细胞与细胞间进行物质交换和信息传递的重要通道。原生質膜通过其上的孔隙和跨膜蛋白的某些性质,达到有选择性的,可调控的物质运输作用。.

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热力学第二定律

热力学第二定律(second law of thermodynamics)是热力学的三条基本定律之一,表述热力学过程的不可逆性——孤立系统自發地朝著熱力學平衡方向──最大熵狀態──演化,同样地,第二类永动机永不可能实现。 這一定律的歷史可追溯至尼古拉·卡诺对于热机效率的研究,及其于1824年提出的卡诺定理。定律有许多种表述,其中最具代表性的是克劳修斯表述(1850年)和开尔文表述(1851年),这些表述都可被证明是等价的。定律的数学表述主要借助魯道夫·克勞修斯所引入的熵的概念,具体表述为克劳修斯定理。 虽然这一定律在热力学范畴内是一条经验定律,无法得到解释,但随着统计力学的发展,这一定律得到解释。 这一定律本身及所引入的熵的概念对于物理学及其他科学领域有深远意义。定律本身可作为过程不可逆性及时间流向的判据。而路德维希·玻尔兹曼对于熵的微观解释——系统微观粒子无序程度的量度,更使这概念被引用到物理学之外诸多领域,如信息论及生态学等。.

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隨機漫步

随机游走(Random Walk,縮寫為 RW),是一种數學統計模型,它是一連串的軌跡所組成,其中每一次都是随机的。它能用來表示不规则的变动形式,如同一个人酒后乱步,所形成的随机过程記錄。1905年,由卡尔·皮尔逊首次提出。 通常,我們可以假設隨機漫步是以马尔可夫链或馬可夫過程的形式出現,但是比較複雜的隨機漫步則不一定以這種形式出現。在某些限制條件下,會出現一些比較特殊的模式,如醉漢走路(drunkard's walk)或萊維飛行(Lévy flight)。 Category:时间序列 Category:随机过程.

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菲克定律

菲克定律描述擴散作用,可以使用這條定律來求得擴散係數,D。定律由阿道夫·菲克於1855年推導出來。.

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载体蛋白

载体蛋白(carrier protein)简称“载体”,是参与离子、小分子或高分子跨越生物膜进行运输的一类多回旋折叠蛋白质。载体蛋白都是跨膜蛋白,它们能在协助扩散或主动运输过程中将被运载物从自身所处的膜的一端转运到另一端,有载体蛋白参与的物质转运机制被统称为载体介导转运。载体蛋白的转运机制是载体蛋白分子构象发生可逆性变化后与被转运分子结合,使被转运分子随之作跨膜运动。载体蛋白按被运载物的数量和运载方向分为三种类型,分别是单向运输载体(uniport carrier)、同向运输载体(symport carrier)和反向运输载体(antiport carrier)。每种载体蛋白一般只能识别并转运单独一种或十分相似的一类化学物质。.

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载流子

在物理学中,载流子(charge carrier),或簡稱載子(carrier),指可以自由移动的带有电荷的物质微粒,如电子和离子。在半导体物理学中,电子流失导致共价键上留下的空位(空穴)被视为载流子。 在电解质溶液中,载流子是已溶解的阳离子和阴离子。类似地,游离液体中的阳离子和阴离子在液体和熔融态固体电解质中也是载流子。霍尔-埃鲁法就是一个熔融电解的例子。 在等离子体,如电弧中,电离气体和汽化的电极材料中的电子和阳离子是载流子。电极汽化在真空中也可以发生,但技术上电弧在真空中不能发生,而是发生在低压电气中;在真空中,如真空电弧或真空管中,自由电子是载流子;在金属中,金属晶格中形成费米气体的电子是载流子。.

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输运现象

气体的输运现象(transport phenomena)表示一类气体由非平衡态转为平衡态的过程,主要有以下几类 :.

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鋼或稱鋼鐵、鋼材,是一種由鐵與其他元素結合而成的合金,當中最普遍的是碳。碳約佔鋼材重量的0.2%至2.1%,視乎鋼材的等級。其他有時會用到的合金元素還包括錳、鉻、釩和鎢.

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通道蛋白

通道蛋白是一类跨越细胞膜磷脂双分子层的蛋白质,可以指:.

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通量

通量,或稱流束是通過一個表面或一個物質的量,是一个物理学概念。在热学和流体力学领域中,是指在单位时间内通过单位面积的流量,它是一个向量;在电磁学领域中,是指在单位面积上垂直于其表面的磁场或电场的强度,它是一个标量。.

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連續性方程式

在物理學裏,連續性方程式(continuity equation)乃是描述守恆量傳輸行為的偏微分方程式。由於在各自適當條件下,質量、能量、動量、電荷等等,都是守恆量,很多種傳輸行為都可以用連續性方程式來描述。 連續性方程式乃是定域性的守恆定律方程式。與全域性的守恆定律相比,這種守恆定律比較強版。在本條目內的所有關於連續性方程式的範例都表達同樣的點子──在任意區域內某種守恆量總量的改變,等於從邊界進入或離去的數量;守恆量不能夠增加或減少,只能夠從某一個位置遷移到另外一個位置。 每一種連續性方程式都可以以積分形式表達(使用通量積分),描述任意有限區域內的守恆量;也可以以微分形式表達(使用散度算符),描述任意位置的守恆量。應用散度定理,可以從微分形式推導出積分形式,反之亦然。.

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陶瓷

#重定向 陶瓷 (消歧义).

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格銳目定律

格雷姆定律(Graham's Law)說明定溫定壓時,气体的隙流速率與其气体微粒质量的平方根成反比。此定律由蘇格蘭化學家托马斯·格雷姆於1831年在实验的基础上提出,其形式为:\frac.

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梯度

在向量微积分中,标量场的梯度是一个向量场。标量场中某一点的梯度指向在這點标量场增长最快的方向(當然要比較的話必須固定方向的長度),梯度的絕對值是長度為1的方向中函數最大的增加率,也就是說 |\nabla f|.

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氨基酸

胺基酸是生物學上重要的有機化合物,它是由胺基(-NH2)和羧基(-COOH)的官能團組成的,以及一個側鏈连到每一個胺基酸。胺基酸是構成蛋白質的基本單位。賦予蛋白質特定的分子結構形態,使他的分子具有生化活性。蛋白質是生物体內重要的活性分子,包括催化新陳代謝的酶(又称“酵素”)。 不同的胺基酸脱水缩合形成肽(蛋白質的原始片段),是蛋白質生成的前.

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渗透

渗透(osmosis)是水分子经半透膜扩散的现象。它由高水分子区域(即低浓度溶液)渗入低水分子区域(即高浓度溶液),直到细胞内外浓度平衡(等渗)为止。水分子會經由擴散方式通過細胞膜,這樣的現象,稱為滲透。細胞藉由滲透作用得到水分,但是也有可能因此喪失水分或得到過多的水分,例如將細胞放入濃食鹽水中,由於濃食鹽水中水的含量比例較細胞質低,胞內的水會不斷的往胞外滲透,導致細胞脫水、萎縮;相反的,將細胞放入蒸餾水中,由於細胞內的水含量比例較蒸餾水低,外界的水分子會不斷往胞內滲透,導致細胞膨脹,甚至造成破裂。 对于植物细胞而言,由于其细胞壁和原生质层的渗透性不同,当细胞外浓度高于内部时,细胞会出现质壁分离现象,即细胞壁与原生质层分离,反之,会出现质壁分离复原现象。.

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扩散电流

扩散电流在半导体中因载流子(空穴或自由电子)扩散作用引起的电流。 半导体中的扩散电流可以与由于电场形成的漂移电流同向或者反向。在一个平衡状态的PN结中,耗尽层的正向扩散电流和反向扩散电流平衡,因而净电流为零。可以用漂移–扩散方程来统一描述扩散电流和漂移电流。 掺杂材料的扩散常数可以通过确定。.

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