Molecular diffusion, often simply called diffusion, is the thermal motion of all (liquid or gas) particles at temperatures above absolute zero. The rate of this movement is a function of temperature, viscosity of the fluid and the size (mass) of the particles. Diffusion explains the net flux of molecules from a region of higher concentration to one of lower concentration. Once the concentrations are equal the molecules continue to move, but since there is no concentration gradient the process of molecular diffusion has ceased and is instead governed by the process of self-diffusion, originating from the random motion of the molecules. The result of diffusion is a gradual mixing of material such that the distribution of molecules is uniform. Since the molecules are still in motion, but an equilibrium has been established, the result of molecular diffusion is called a "dynamic equilibrium". In a phase with uniform temperature, absent external net forces acting on the particles, the diffusion process will eventually result in complete mixing.
Consider two systems; S1 and S2 at the same temperature and capable of exchanging particles. If there is a change in the potential energy of a system; for example μ1>μ2 (μ is Chemical potential) an energy flow will occur from S1 to S2, because nature always prefers low energy and maximum entropy.
Molecular diffusion is typically described mathematically using Fick's laws of diffusion.
Diffusion is of fundamental importance in many disciplines of physics, chemistry, and biology. Some example applications of diffusion:
Sintering to produce solid materials (powder metallurgy, production of ceramics)
Chemical reactor design
Catalyst design in chemical industry
Steel can be diffused (e.g., with carbon or nitrogen) to modify its properties
Doping during production of semiconductors.
Diffusion is part of the transport phenomena. Of mass transport mechanisms, molecular diffusion is known as a slower one.
In cell biology, diffusion is a main form of transport for necessary materials such as amino acids within cells.
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This course covers the basic biophysical principles governing the thermodynamic and kinetic properties of biomacromolecules involved in chemical processes of life.
The course is held in English.
Le cours donne aux étudiants des solides connaissances théoriques en hydraulique fluviale, et enseigne les bases de l'ingénierie fluviale dans le but de concilier la protection contre les crues et la
La diffusion de la matière, ou diffusion chimique, désigne la tendance naturelle d'un système à rendre uniforme le potentiel chimique de chacune des espèces chimiques qu'il comporte. La diffusion chimique est un phénomène de transport irréversible qui tend à homogénéiser la composition du milieu. Dans le cas d'un mélange binaire et en l'absence des gradients de température et de pression, la diffusion se fait des régions de plus forte concentration vers les régions de concentration moindre.
vignette|250px|La diffusion moléculaire d'un point de vue microscopique et macroscopique. Les molécules solubles sur le côté gauche de la barrière (ligne violette) diffusent pour remplir le volume complet. En haut : une seule molécule se déplace aléatoirement. Au milieu : Le soluté remplit le volume disponible par marche aléatoire. En bas : au niveau macroscopique, le côté aléatoire devient indétectable. Le soluté se déplace des zones où les concentrations sont élevées vers les zones à concentrations plus faibles.
Le métabolisme est l'ensemble des réactions chimiques qui se déroulent à l'intérieur de chaque cellule d'un être vivant et lui permettent notamment de se maintenir en vie, de se reproduire (se diviser), de se développer et de répondre aux stimuli de son environnement (échanges par exemple). Certaines de ces réactions chimiques se déroulent en dehors des cellules de l'organisme, comme la digestion ou le transport de substances entre cellules. Cependant, la plupart de ces réactions ont lieu dans les cellules elles-mêmes et constituent le métabolisme intermédiaire.
Learn the basics of plasma, one of the fundamental states of matter, and the different types of models used to describe it, including fluid and kinetic.
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Explore la diffusion dans les alliages composés, en se concentrant sur la séparation de phase, la formation d'interfaces et les mouvements de dislocation.
Diffusion-based generative methods have proven effective in modeling trajectories with offline datasets. However, they often face computational challenges and can falter in generalization, especially in capturing temporal abstractions for long- horizon tas ...
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We present a numerical model for the approximation of multiphase flows with free surfaces and strong interfacial effects. The model relies on the multiphase incompressible Navier-Stokes equations, and includes surface tension effects on the interfaces betw ...
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