分子擴散系數英文解釋翻譯、分子擴散系數的近義詞、反義詞、例句

英語翻譯：

【化】 molecular diffusivity

分詞翻譯：

分子的英語翻譯：

element; member; molecule; numerator
【計】 molecusar
【化】 molecule
【醫】 molecule

擴散系數的英語翻譯：

【化】 coefficient of diffusion; diffusion coefficient; diffusion constant
diffusivity
【醫】 coefficient of diffusion

專業解析

分子擴散系數（Molecular Diffusion Coefficient）是描述物質在介質中因分子熱運動（布朗運動）而發生自發遷移速率的物理量，通常用符號 ( D ) 表示。其定義為：在單位濃度梯度下，單位時間内通過單位面積的物質擴散通量。遵循菲克第一定律的數學表達：

$$ J = -D frac{partial C}{partial x} $$

其中 ( J ) 為擴散通量，( frac{partial C}{partial x} ) 為濃度梯度。

術語構成與漢英對照

分子（Molecular）
指擴散過程由微觀粒子的隨機熱運動驅動，區别于宏觀對流或湍流擴散。

擴散（Diffusion）
物質從高濃度區域向低濃度區域的自發遷移現象。

系數（Coefficient）
量化擴散能力的參數，國際單位為平方米每秒（m²/s）。

關鍵影響因素

溫度：溫度升高加劇分子熱運動，擴散系數增大（近似關系：( D propto T^{1.5} )）。
分子大小與形狀：小分子（如氫氣）擴散較快，大分子（如蛋白質）擴散較慢。
介質性質：在低粘度介質（如氣體）中擴散更快，高粘度介質（如液體）中擴散較慢。

典型應用領域

化工工程
反應器設計中反應物與産物的擴散速率計算（例：多孔催化劑内擴散限制分析）。

環境科學
預測污染物在土壤或水體中的遷移範圍（例：地下水污染模型）。

生物醫學
細胞膜内外物質交換（如氧氣跨膜運輸）及藥物在組織内的滲透效率研究。

材料科學
熱處理過程中原子在固态材料中的擴散行為（例：金屬合金的滲碳工藝）。

權威數據參考

下表列出常見物質在25°C水中的擴散系數典型值：

物質	擴散系數 (m²/s)
氧氣 (O₂)	( 2.10 times 10^{-9} )
葡萄糖	( 6.70 times 10^{-10} )
蛋白質 (IgG)	( 4.00 times 10^{-11} )

數據來源：美國國家标準技術研究院（NIST）擴散數據庫。

擴展說明

分子擴散系數是傳質過程的核心參數，其理論模型（如斯托克斯-愛因斯坦方程）關聯了微觀分子運動與宏觀擴散行為：

$$ D = frac{k_B T}{6 pi eta r} $$

其中 ( k_B ) 為玻爾茲曼常數， ( eta ) 為介質粘度， ( r ) 為分子半徑。該方程適用于球形分子在連續介質中的擴散預測。

參考來源：

化學工程傳質基礎（ACS Publications）
EPA污染物遷移模型指南
生理學中的擴散機制（《生理學評論》）
材料擴散行為研究（《材料科學與技術》）
NIST擴散數據庫
物理化學中的擴散理論（《物理化學化學物理》）

網絡擴展解釋

分子擴散系數（Molecular Diffusion Coefficient），通常用符號( D )表示，是描述物質分子在介質（如氣體、液體）中因熱運動而自發擴散快慢的物理量。其單位為平方米每秒（m²/s），反映了單位濃度梯度下物質的擴散速率。以下是詳細解釋：

1.基本定義

分子擴散系數由菲克第一定律定義： $$ J = -D frac{partial C}{partial x} $$

( J )：擴散通量（單位時間通過單位面積的物質量）；
( frac{partial C}{partial x} )：濃度梯度（沿擴散方向的濃度變化率）；
負號表示擴散方向與濃度梯度方向相反（從高濃度向低濃度擴散）。

2.影響因素

擴散系數的大小受以下因素影響：

溫度（T）：溫度升高，分子熱運動加劇，擴散系數增大。例如，氣體中( D propto T^{1.5} )。
分子量（M）：分子量越大，擴散越慢。根據斯托克斯-愛因斯坦方程，( D propto frac{1}{sqrt{M}} )。
介質粘度（η）：液體中粘度越高，分子運動阻力越大，擴散系數越小（( D propto frac{1}{eta} )）。
介質狀态：氣體中的擴散系數（約( 10^{-5} , text{m²/s} )）比液體（約( 10^{-9} , text{m²/s} )）高幾個數量級。

3.典型應用

化學工程：用于計算傳質速率，如氣體吸收、蒸餾等過程。
環境科學：研究污染物在空氣或水體中的擴散規律。
生物醫學：分析藥物在細胞膜或組織中的滲透效率。

4.示例

氣體擴散：氧氣在空氣中的擴散系數約為( 2 times 10^{-5} , text{m²/s} )（25℃）。
液體擴散：蔗糖在水中的擴散系數約為( 5 times 10^{-10} , text{m²/s} )（25℃）。

若需進一步了解具體物質的擴散系數或計算公式（如查普曼-恩斯科格方程、威爾克方程），可結合具體場景提供補充信息。