Biophysics · 18.08
熱拡散
Thermodiffusion
🧠 温度勾配が物質輸送を引き起こす現象をソレー効果Soret effectソレー効果(Soret effect)Soret effect(ソレー効果)という。 粒子は熱勾配に沿って再分布redistribution再分布(redistribution)redistribution(再分布)する。
温度差が作る物質流
温度勾配が成分ごとに異なる移動を生み、濃度勾配との釣り合いで定常分布ができる。通常の拡散流束flux流束(flux)flux(流束)に、温度勾配に比例するソレー項を加えて表す。
ソレー効果による再分布
濃度勾配だけが物質輸送の原因ではない。
flowchart TD
A["温度差が作る物質流"] --> B
B["<span class='jp-term jp-term-diagram' title='Soret effect'>ソレー効果</span>による<span class='jp-term jp-term-diagram' title='redistribution'>再分布</span>"] --> C
C["濃度勾配だけが物質輸送の原因ではない"] --> D
D["拡散との釣り合い"]
拡散との釣り合い
通常の拡散が濃度勾配で生じるのに対し、熱拡散では温度勾配も粒子流束flux流束(flux)flux(流束)の駆動力driving force駆動力(driving force)driving force(駆動力)となる。粒子の再分布redistribution再分布(redistribution)redistribution(再分布)と同時に、温度勾配そのものはフーリエFourierフーリエ(Fourier)Fourier(フーリエ)の法則に従う熱流束heat flux熱流束(heat flux)heat flux(熱流束)を生むため、物質輸送と熱輸送を区別して収支net yield収支(net yield)net yield(収支)を立てる。
複数の流束flux流束(flux)flux(流束)と力が結合する非平衡熱力学の入口である。効果の向きと大きさは溶質–溶媒相互作用に依存し、温度が高い側へ必ず移動するわけではない。
まとめ
- 温度勾配が物質輸送を引き起こす現象をソレー効果Soret effectソレー効果(Soret effect)Soret effect(ソレー効果)という。粒子は熱勾配に沿って再分布redistribution再分布(redistribution)redistribution(再分布)する。
- 濃度勾配だけが物質輸送の原因ではない。
- 複数の流束flux流束(flux)flux(流束)と力が結合する非平衡熱力学の入口である。