菲克第一定律英文解釋翻譯、菲克第一定律的近義詞、反義詞、例句

英語翻譯：

【化】 Fick's first law

分詞翻譯：

菲的英語翻譯：

humble; poor; unworthy
【化】 phenanthrene; phenanthrine
【醫】 phenanthrene

克的英語翻譯：

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

第的英語翻譯：

【機】 number

一定的英語翻譯：

certainly; surely; all to nothing; by all means; to a certainty

律的英語翻譯：

law; restrain; rule

專業解析

菲克第一定律（Fick's First Law）是描述物質擴散現象的基礎性原理，由德國生理學家阿道夫·菲克于1855年提出。該定律指出，擴散通量（Diffusion Flux）與濃度梯度（Concentration Gradient）成線性關系，方向與濃度梯度相反，數學表達式為：

J = -D frac{partial c}{partial x}

其中，J 表示單位時間内通過單位面積的物質流量（單位：mol·m⁻²·s⁻¹），D 為擴散系數（單位：m²·s⁻¹），∂c/∂x 是濃度沿空間方向的變化率，負號表明擴散方向從高濃度向低濃度進行。

核心概念解析

擴散通量（J）
反映物質遷移速率，其大小取決于介質的擴散能力和濃度差異。例如，在生物細胞膜中，氧氣擴散速率與細胞内外氧濃度差直接相關。
擴散系數（D）
與物質性質和溫度相關，通常通過實驗測定。例如，室溫下水分子的擴散系數約為2.3×10⁻⁹ m²·s⁻¹。
適用條件
菲克第一定律僅適用于穩态擴散（濃度不隨時間變化）和各向同性介質的理想情況。非穩态擴散需結合菲克第二定律分析。

應用領域

該定律廣泛應用于材料科學（如合金成分均勻化）、環境工程（污染物擴散模拟）及生物醫學（藥物緩釋系統設計）等領域。例如，锂電池電解液中锂離子的遷移行為可通過菲克定律建模優化。

參考資料

菲克定律的數學推導及曆史背景：Journal of Membrane Science
擴散系數測定方法：Physical Chemistry: Molecular Approach（McQuarrie, 2008）
工程應用案例：Transport Phenomena in Materials Processing（Geiger, 1994）

網絡擴展解釋

菲克第一定律（Fick's First Law）是描述物質擴散現象的基本定律，由德國生理學家阿道夫·菲克于1855年提出。它揭示了擴散過程中物質通量與濃度梯度之間的關系，是傳質領域的重要基礎理論。

核心公式

菲克第一定律的數學表達式為： $$ J = -D frac{partial c}{partial x} $$ 其中：

$J$ 表示擴散通量（單位：mol/(m²·s)），即單位時間通過單位面積的物質量
$D$ 是擴散系數（單位：m²/s），反映介質和擴散物質的特性
$frac{partial c}{partial x}$ 為濃度梯度（單位：mol/m⁴），即濃度沿空間方向的變化率
負號表示擴散方向與濃度梯度方向相反（物質從高濃度向低濃度擴散）

關鍵特性

穩态擴散假設
該定律適用于濃度不隨時間變化的穩态擴散過程。若濃度隨時間變化，則需引入菲克第二定律。
線性關系
擴散通量與濃度梯度呈正比關系，這類似于傅裡葉熱傳導定律（溫度梯度驅動熱流）和歐姆定律（電勢梯度驅動電流）。
各向同性條件
假設介質在不同方向上具有相同的擴散特性。若介質存在各向異性，則需将擴散系數擴展為張量形式。

應用場景

材料科學中合金元素的擴散行為分析
化工反應器内的物質傳遞過程計算
生物膜（如細胞膜）内外物質交換研究
環境工程中的污染物遷移模拟

限制條件

該定律成立需要滿足以下前提：

體系處于穩态（濃度場不隨時間變化）
無外力場作用（如電場、重力場）
無化學反應幹擾擴散過程
介質均勻且各向同性

實際工程中若存在對流作用，需在菲克定律基礎上疊加對流項，形成對流-擴散方程。