Bioquimica

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Fenómenos de transporte

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La expresión fenómenos de transporte refiere al estudio sistemático y unificado de la transferencia de momento, energía y materia. El transporte de estas cantidades guardan fuertes analogías, tanto físicas como matemáticas, de tal forma que elanálisis matemático empleado es prácticamente el mismo.
Los fenómenos de transporte pueden dividirse en dos tipos: transporte molecular y transporte convectivo. Estos, a su vez, pueden estudiarse en tres niveles distintos: nivel macroscópico, nivel microscópico y nivel molecular.
El estudio y la aplicación de los fenómenos de transporte es esencial para la ingeniería contemporánea,principalmente en la ingeniería química.

|Contenido |
|[ocultar] |
|1 Transporte molecular |
|1.1 Ley de Newton de la viscosidad |
|1.2 Ley de Fourier|
|1.3 Primera ley de Fick |
|2 Enlaces externos |

[pic]Transporte molecular [editar]

El transporte molecular es comúnmente estudiado a través del concepto de densidad de flujo (flux). La densidad de flujo, Φ, es la cantidad de la propiedad extensiva, φ, que se mueve a travésde una unidad de área por unidad de tiempo:
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Donde:
• λ es una constante de proporcionalidad que recibe el nombre genérico de difusividad.
• x es la dirección de transporte.
• [pic]se le conoce genéricamente como fuerza impulsora.
Se pueden observar tres casos especiales de transporte molecular correspondientes al transporte de momento, energía y materia.

Ley deNewton de la viscosidad [editar]

La Ley de Newton de la viscosidad establece que la rapidez del esfuerzo de corte por unidad de área es directamente proporcional al gradiente negativo de la velocidad local:
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Ley de Fourier [editar]

La rapidez del flujo de calor por unidad de área es directamente proporcional al gradiente negativo de la temperatura:
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Primera ley deFick [editar]

La rapidez del flujo de la especie A por unidad de área es directamente proporcional al gradiente negativo de la concentración de A:
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El objetivo de este capítulo es el estudio de dos importantes fenómenos análogos:
• La transmisión del calor a lo largo de una barra metálica.
• La difusión unidimensional de un soluto en un disolvente.
Las leyes físicas quedescriben su comportamiento son simples y fácilmente comprensibles, pero la descripción analítica es compleja. Trataremos además, de resaltar las diferencias entre los mecanismos básicos que explican ambos fenómenos, y cómo afectan las condiciones de contorno a su evolución temporal. Así, en el problema de la conducción del calor a lo largo de una barra metálica se establecerán temperaturas fijasen los extremos de la barra, mientras que en el problema de la difusión se establecerá una masa de soluto en el origen de un medio unidimensional infinito en extensión.
Los fenómenos de transporte son aquellos procesos en los que hay una transferencia neta o transporte de materia, energía o momento lineal en cantidades grandes o macroscópicas. Estos fenómenos físicos tienen rasgos comunes quepueden ser descritos mediante la ecuación diferencial para la propagación unidimensional
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Donde a es una constante característica de cada situación física y Ψ es el campo correspondiente al fenómeno de transporte de que se trata.
Históricamente, la ecuación que describe la difusión se denomina ley de Fick. El campo Ψ describe la concentración de soluto en el disolvente y la constante α=D,...
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