коэффициент диффузии в чем измеряется

Измеряемый коэффициент диффузии

Измеряемый коэффициент диффузии (ИКД), или в англоязычной литературе – аpparent diffusion coefficient (ADC), является количественной характеристикой диффузии (движения молекул воды) в ткани и расчитывается по диффузионно-взвешенным изображениям. [2]

Основы

Диффузионно-взвешенные изображения (ДВИ) считаются незаменимым инструментом при исследовании центральной нервной системы, не только для выявления острого ишемического инсульта, но и для характеристики и дифференциации опухолей головного мозга, а так же внутричерепных инфекций.

ДВИ использует хаотичное броуновское движение молекул воды во внеклеточном, внутриклеточном и внутрисосудистом пространствах. Плотность и размеры клеток в ткани, а так же наличие не поврежденных клеточных мембран, создают сопротивление диффузии молекул воды. Это сопротивление диффузии может быть количественно оценено при помощи измеряемого коэффициента диффузии (ADC), а сама оценка проводится путем изменения градиента кривой, которая строится при сопоставлении различных значений b. [3,4,7]

Получение

Значения ИКД рассчитываются автоматически с помощью программного обеспечения, а затем отображаются в виде параметрической карты, которая отражает степень диффузии молекул воды в различных тканях. Затем, возможно измерение ИКД в области интереса, путем ее выделения инструментами на рабочей станции (ROI).

Изменение диффузии коррелирует с клиническим дефицитом и является потенциально полезны параметром для ранней диагностики и оценки во времени, особенно в контексте фармакологических испытаний.

Источник

Коэффициент диффузии

Содержание

В газах

с физическими величинами

Для самодиффузии (то есть в случае, если присутствует только один тип частиц) вышесказанное упрощается. Относится к:

В жидкостях

Примеры коэффициентов диффузии в воде (при бесконечном разбавлении и 25 ° C)

материал	Коэффициент диффузии в м² / с
кислород	2,1 × 10 −9
серная кислота	1,73 × 10 −9
Этанол	0,84 × 10 −9

Коэффициенты диффузии в жидкостях обычно составляют примерно одну десятитысячную от коэффициентов диффузии в газах. Они описываются уравнением Стокса-Эйнштейна :

Д. знак равно k Б. Т Шестой π η Р. 0 <\ Displaystyle D = <\ гидроразрыва <к _ <\ mathrm > \, T> <6 \, \ pi eta R_ <0>>>>

Поскольку вязкость растворителя является функцией температуры, зависимость коэффициента диффузии от температуры нелинейна.

В твердых телах

Примеры коэффициентов диффузии в твердых телах

система	Температура в ° C	Коэффициент диффузии в м² / с
Водород в железе	10	1,66 × 10 −13
	50	11,4 × 10 −13
	100	124 × 10 −13
Углерод в железе	800	15 × 10 −13
	1100	450 × 10 −13
Золото в свинце	285	0,46 × 10 −13

Коэффициенты диффузии в твердых телах обычно в несколько тысяч раз меньше, чем коэффициенты диффузии в жидкостях.

D ₀ можно приблизительно рассчитать как:

Однако рекомендуется определять коэффициенты диффузии в твердых телах, в частности, экспериментальным путем.

Эффективный коэффициент диффузии

Кажущийся коэффициент диффузии

Для линейной сорбции он рассчитывается следующим образом:

Источник

Коэффициент диффузии

Коэффицие́нт диффу́зии — количественная характеристика скорости диффузии, равная количеству вещества (в массовых единицах), проходящего в единицу времени через участок единичной площади (например, 1 м²) при градиенте концентрации, равном единице (соответствующем изменению 1 моль/л → 0 моль/л на единицу длины). Коэффициент диффузии определяется свойствами среды и типом диффундирующих частиц.

Зависимость коэффициента диффузии от температуры в простейшем случае выражается законом Аррениуса:

,

где — коэффициент диффузии [м²/с]; — энергия активации [Дж]; — универсальная газовая постоянная [Дж/К]; — температура [K].

См. также

Полезное

Смотреть что такое «Коэффициент диффузии» в других словарях:

коэффициент диффузии — носителей заряда; коэффициент диффузии Абсолютная величина отношения плотности потока подвижных носителей заряда одного типа (т. е. электронов проводимости или дырок) к градиенту их концентрации в отсутствие электрического и магнитного полей.… … Политехнический терминологический толковый словарь

коэффициент диффузии — Коэффициент пропорциональности, представляющий количество вещества, диффундирующего сквозь единицу площади при единичном градиенте концентрации за единицу времени. [http://www.manual steel.ru/eng a.html] Тематики металлургия в целом EN diffusion… … Справочник технического переводчика

коэффициент диффузии — [diffusion constant] коэффициент пропорциональности в законах диффузии Фика (D, м2/с). По 1 му закону Фика dm/dс = DS(dC/dX), где m количество диффундируемого вещества, т время, S площадь, С концентрация, X направление диффузноного потока … Энциклопедический словарь по металлургии

коэффициент диффузии — difuzijos koeficientas statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. diffusion coefficient; diffusion constant; diffusivity vok. Diffusionskoeffizient, m; Diffusionskonstante, f rus. коэффициент диффузии, m; постоянная диффузии, f pranc.… … Fizikos terminų žodynas

Коэффициент диффузии — Diffusion coefficient Коэффициент диффузии. Коэффициент пропорциональности, представляющий количество вещества, диффундирующего сквозь единицу площади при единичном градиенте концентрации за единицу времени. (Источник: «Металлы и сплавы.… … Словарь металлургических терминов

коэффициент диффузии — difuzijos koeficientas statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Dydis, skaitine verte lygus difunduojančių dalelių srauto tankiui, kai jų tankio gradientas lygus 1. atitikmenys: angl. diffusion coefficient vok.… … Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

коэффициент диффузии — difuzijos koeficientas statusas T sritis Standartizacija ir metrologija priedas( ai) Grafinis formatas atitikmenys: angl. diffusion coefficient vok. Diffusionskoeffizient, m; Diffusionskonstante, f rus. коэффициент диффузии, m pranc. coefficient… … Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

коэффициент диффузии — difuzijos koeficientas statusas T sritis chemija apibrėžtis Dydis, skaitine verte lygus medžiagos kiekiui, difunduojančiam per vienetinį laiką pro vienetinį plotą, kai koncentracijos gradientas lygus 1. atitikmenys: angl. diffusion coefficient… … Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

коэффициент диффузии — rus коэффициент (м) диффузии (газов) eng gas transfer factor (lung) fra facteur (m) de transfert gazeux deu Gastransferfaktor (m) spa factor (m) de intercambio de gases, factor (m) de transferencia de gases … Безопасность и гигиена труда. Перевод на английский, французский, немецкий, испанский языки

коэффициент диффузии носителей заряда — коэффициент диффузии носителей заряда; коэффициент диффузии Абсолютная величина отношения плотности потока подвижных носителей заряда одного типа (т. е. электронов проводимости или дырок) к градиенту их концентрации в отсутствие электрического и… … Политехнический терминологический толковый словарь

Источник

2.3. Молекулярно-кинетические свойства дисперсных систем
2.3.1. Основы теории диффузии

Диффузия – это самопроизвольный процесс выравнивания концентрации частиц во всем объеме коллоидной системы или молекул в растворах.

Еще Т. Грэм в 1861 г. показал, что коллоидные частицы диффундируют гораздо медленнее, чем молекулы в истинных растворах низкомолекулярных веществ. Позднее было установлено, что причиной этой характерной особенности лиозолей является большой размер коллоидных частиц по сравнению с молекулами. Со временем, после разработки точных приборов для определения концентрации дисперсной фазы, измерение коэффициента диффузии частиц в лиозолях превратилось в один из основных методов коллоидной химии, предназначенных для определения размеров частиц дисперсной фазы.

Во всех случаях диффузия идет из слоя золя с более высокой концентрацией частиц до полного выравнивания их концентраций во всех частях системы. Если обозначить dm количество вещества, перенесенного через сечение S по направлению x за время dt, то в соответствии с первым законом А. Фика (1855 г.)

где D – коэффициент диффузии; dc/dx – градиент концентрации.

Знак «минус» показывает, что процесс идет в сторону уменьшения концентрации.

и , то , (2.2.77)

т.е. коэффициент диффузии — это масса вещества, продиффундировавшего за единицу времени через единицу площади при градиенте концентрации, равном единице.

Закон Фика приобретает особенно простой вид, если ввести понятие диффузионного потока, определяемого как количество вещества, перенесенного за единицу времени через сечение, равное единице, т.е.

(2.2.78)

Из входящих в закон Фика величин только одна зависит от свойств диспергированного вещества и дисперсионной среды – это коэффициент диффузии D.

Диффузия очень медленный процесс, поэтому D также мал. Наиболее высокие значения D присущи газам, подвижность частиц которых наибольшая.

Коэффициент диффузии коллоидных частиц определяется из уравнения Эйнштейна

, (2.2.79)

Для сферических несжимаемых частиц, движущихся бесконечно медленно с постоянной скоростью в непрерывной несжимаемой среде так, что жидкость не скользит на поверхности частиц, по закону Стокса

(2.2.80)

где h – вязкость среды; r – радиус частиц.

. (2.2.81)

Из этого уравнения, полученного Эйнштейном в 1905 г., видно, что коэффициент диффузии D и скорость диффузии dm/dt не зависят от массы частиц, так как она (масса) не входит в эти уравнения, но зависят от размеров частиц.

Пользуясь уравнением Эйнштейна, можно определить радиус частиц:

Впервые, используя это уравнение, Ж.Б. Перрен определил «молекулярно-частичную» массу коллоидов.

Так как , где r – плотность диспергированного вещества, то

.(2.2.83)

Перрен использовал это уравнение для определения молекулярной массы ряда веществ в истинных растворах и получил достаточно хорошо согласующиеся с теоретическими данными результаты. Таким образом, он доказал, что закон Стокса применим и к молекулярным системам. Однако «молекулярно-частичная» масса коллоидов по этой формуле определяется гораздо точнее, чем молекулярная масса веществ в истинных растворах.

Если рассматривать диффузию частиц в аэрозолях, то оказывается, что закон Стокса в некоторых случаях неприменим, поэтому в уравнение для коэффициентов диффузии необходимо вводить поправки.

Постоянная Стокса В для частиц в аэрозолях меняется в зависимости от размера частиц r:

Источник