Неравновесная термодинамика, подход для описания мембранного

Уравнения потока, полученные из неравновесной термодинамики, дают реальное описание транспорта через мембраны. В этом описании мембрана рассматривается как черный ящик. Этот подход не позволяет получить (или не требует) информации о структуре мембраны, и, следовательно, отсутствует физико-химическая картина массопереноса молекул или частиц через мембрану. Из-за ограничения этого подхода в отношении природы мембраны и механизма разделения здесь будет дано лишь краткое введение в неравновесную термодинамику мембранного транспорта. Подробную информацию можно найти в ряде отличных руководств [1-3]. Одна из сильных сторон этого подхода заключается в том, что очень четко можно продемонстрировать существование сопряжения движущих сил и/или потоков. Поэтому будут даны некоторые примеры, иллюстрирующие эти явления сопряжения. [c.217]

Термодинамика необратимых процессов очень полезна для понимания и количественного описания явлений сопряжения. Однако модели, рассматривающие структуру мембраны, более полезны, чем подход неравновесной термодинамики для разработки конкретных мембран. Разработан ряд таких транспортных моделей, частично основанных на принципах термодинамики необратимых процессов, как для пористых, так и для непористых мембран. Снова здесь будут рассматриваться два типа структуры пористые мембраны как основа процессов микрофильтрации и ультрафильтрации и непористые мембраны, обычно используемые в первапорации и газоразделении. [c.226]

В данной книге мы попытались систематизировать сложившиеся представления о структуре ионообменных мембран и с учетом этих представлений вывести уравнения переноса, используя как неравновесную термодинамику, так и микроскопический подход случайных блужданий. Особое внимание при этом было уделено уравнению Нернста-Планка, лежащему в основе большинства современных описаний явлений переноса в мембранах. Подробно рассмотрены исходные посылки при выводе этого уравнения, а также ограничения его применимости. При обзоре структурно-кинетических моделей мембран мы попытались дать возможность читателю посмотреть на явление переноса ионов в мембранах с различных точек зрения от субмикроскопического подхода, когда перенос рассматривается на межмолекулярном уровне, до микрогетерогенного подхода, когда мембрана представляется в виде смеси нескольких микрофаз. [c.6]

Описание мембранных процессов является одним из наиболее удачных приложений термодинамики неравновесных процессов (ТНП). ТНП обеспечивает единый теоретический подход к описанию различных по природе явлений переноса и позволяет раскрыть их взаимосвязь. [c.68]

Имеется несколько фундаментальных публикаций, посвященных неравновесной термодинамике [1-7] причем в книгах [5-6] и обзоре [7] значительное внимание уделяется приложению ТНП к мембранным процессам. В данной главе мы постараемся коротко осветить общие принципы термодинамического описания и отразить некоторые особенности различных подходов в рамках ТНП к описанию мембранного транспорта. Основной нашей задачей будет вывод достаточно простых уравнений переноса с учетом неоднородной структуры мембраны и по возможности тщательным отслеживанием ограничений и упрощений, которые при этом принимаются. Многие важные, но достаточно специфические вопросы ТНП (такие, как дифференциальные балансовые уравнения, степень сопряжения потоков, процедуры осреднения и др.) здесь не обсуждаются. Для более детального ознакомления с проблемами ТНП мы отсылаем читателей к публикациям [6, 7]. [c.68]

Хотя применепие неравновесной термодинамики к мышечному сокращению не продвинулось так далеко, как в области мембранного транспорта, в последующих разделах мы наметим возможности этого подхода и сравним с результатами, полученными при обычном рассмотрении. Как и в других случаях, неравновесная термодинамика, по-видивому, дает незаменимый метод построения логически самосогласованного описания энергетики системы и позволяет систематизировать множество дотоле разнородных фактов. Кроме того, зависимости между силой и скоростью сокращения мыщцы позволяют рассмотреть важные проблемы регуляции и контроля. Для этого можно использовать линейную неравновесную термодинамику, и результаты независимо от того, насколько опи существенны применительно к мышцам, несомненно, представляют большой интерес с общей точки зрения. [c.267]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология