斐克擴散定律英文解釋翻譯、斐克擴散定律的近義詞、反義詞、例句

英語翻譯：

【機】 fick diffusion law

分詞翻譯：

克的英語翻譯：

gram; gramme; overcome; restrain
【醫】 G.; Gm.; gram; gramme

擴散定律的英語翻譯：

【化】 diffusion law

專業解析

斐克擴散定律（Fick's Laws of Diffusion）是描述物質擴散現象的定量規律，由德國生理學家阿道夫·斐克于1855年提出。該定律包含兩條核心内容，分别對應穩态和非穩态擴散過程，廣泛應用于化學工程、材料科學及生物傳質等領域。

1. 斐克第一定律（Fick's First Law）

斐克第一定律描述了穩态擴散（濃度場不隨時間變化）中物質的擴散通量與濃度梯度的關系，其數學表達式為： $$ J = -D frac{partial c}{partial x} $$ 其中：

( J ) 為擴散通量（單位時間内通過單位面積的物質量，單位：mol/(m²·s)）；
( D ) 為擴散系數（與物質性質、溫度和介質相關，單位：m²/s）；
( frac{partial c}{partial x} ) 為濃度梯度（沿擴散方向的空間變化率，單位：mol/m⁴）；
負號表示擴散方向與濃度梯度方向相反。

2. 斐克第二定律（Fick's Second Law）

斐克第二定律適用于非穩态擴散（濃度場隨時間變化），由第一定律結合質量守恒推導而來，表達式為： $$ frac{partial c}{partial t} = D frac{partial c}{partial x} $$ 式中 ( frac{partial c}{partial t} ) 表示濃度隨時間的變化率。該偏微分方程的解可預測擴散過程中濃度分布的動态演變。

應用與意義

斐克定律為以下領域提供了理論基礎：

材料科學：如合金中的原子擴散、半導體摻雜過程；
化學工程：氣體吸收、膜分離技術；
生物學：細胞膜内外離子傳輸、藥物釋放動力學；
環境科學：污染物在土壤或水體中的遷移建模。

參考文獻

經典教材《Transport Phenomena》（Bird, Stewart, and Lightfoot）第17章對斐克定律的數學推導和應用場景進行了系統闡述。
國際純粹與應用化學聯合會（IUPAC）術語庫将斐克定律列為物質傳遞的核心定義之一。

網絡擴展解釋

菲克擴散定律（Fick's Laws of Diffusion）是描述物質擴散現象的宏觀規律，由生理學家阿道夫·菲克于1855年提出，主要包括兩個定律：

1. 菲克第一定律（Fick's First Law）

核心思想：在穩态擴散（濃度不隨時間變化）中，擴散通量（單位時間通過單位面積的物質量）與濃度梯度成正比，方向與濃度梯度相反。
數學表達式：
對于一維擴散：
$$ J = -D frac{partial C}{partial x} $$
其中：

( J ) 為擴散通量（mol/(m²·s)）；
( D ) 為擴散系數（m²/s），與物質性質、溫度等因素有關；
( frac{partial C}{partial x} ) 為濃度梯度（mol/m⁴）；
負號表示擴散方向從高濃度指向低濃度。

應用場景：

穩态擴散系統（如氣體通過薄膜的擴散）；
與傅裡葉熱傳導定律、牛頓黏性定律并列為三大輸運現象基本規律。

2. 菲克第二定律（Fick's Second Law）

核心思想：在非穩态擴散（濃度隨時間變化）中，濃度變化率與擴散通量的空間變化率相關。
數學表達式：
對于一維擴散：
$$ frac{partial C}{partial t} = D frac{partial C}{partial x} $$
其中：

( frac{partial C}{partial t} ) 為濃度隨時間的變化率；
( frac{partial C}{partial x} ) 為濃度梯度的二階導數。

推導依據：
由菲克第一定律結合質量守恒定律導出，適用于擴散系數 ( D ) 為常數的情況。
應用場景：

擴散過程中濃度隨時間變化的系統（如半導體摻雜、藥物釋放等）。

定律的物理意義與局限性

擴散的本質：分子因熱運動從高化學勢區域向低化學勢區域遷移，最終趨向動态平衡。
適用範圍：
1. 適用于理想混合物或稀溶液；
2. 非理想系統中需結合化學勢梯度修正。
典型擴散系數範圍：
- 水溶液中的離子：( 10^{-9} , text{m}/text{s} ) 量級；
- 生物大分子：( 10^{-11} , text{m}/text{s} ) 量級。

實際應用舉例

半導體工藝：通過替位式或間隙式擴散控制雜質分布；
環境工程：污染物在土壤或水體中的擴散模拟；
生物醫學：藥物在組織中的釋放動力學。

如需進一步了解具體案例或公式推導細節，可參考相關文獻或教材。