Search results

Search:
in the keywords: transport membranowy

Sort By:

Limit search:

Ocena natężenia źródła S-entropii w układzie membranowym spolaryzowanym stężeniowo

100%

Grzegorczyn S. M., Ślęzak A., Jasik-Ślęzak J.

Annales Academiae Medicae Silesiensis

2017

vol. 71

46-54

WSTĘP: Termodynamiczny formalizm Kedem-Katchalsky’ego (K-K) i termodynamika sieciowa Peusnera (PNT) należą do podstawowych narzędzi badawczych transportu membranowego. Produkcja S-entropii, określająca szybkość zmian entropii układu membranowego, jest jedną z podstawowych wielkości służących do oceny nieodwracalności procesów transportu masy, energii i pędu. Jej miarą jest natężenie źródła S-entropii. MATERIAŁ I METODY: Przedmiotem badań była membrana z celulozy bakteryjnej (Biofill) o znanych parametrach transportowych (Lp, σ, ω) dla wodnych roztworów glukozy, a metodą badawczą – formalizmy K-K i PNT dla binarnych roztworów nieelektrolitów. WYNIKI: Na gruncie liniowej termodynamiki nierównowagowej Onsagera i termodynamiki sieciowej Peusnera opisano natężenie źródła S-entropii układu membranowego, w którym generowane są strumienie objętościowe (Jv*) i dyfuzyjne (Js*) roztworów nieelektrolitów przez siły osmotyczne (Δπ/ ) i hydrostatyczne (ΔP). Wyprowadzono formuły opisujące natężenia źródła S-entropii dla warunków polaryzacji stężeniowej, *(S), oraz dla warunków jednorodności roztworów – (S). Aby pokazać, jaki jest wpływ polaryzacji stężeniowej na wartość natężenia źródła S-entropii, obliczono współczynnik  = *(S)/ (S). Wyniki obliczeń numerycznych zależności  *(S) = f(∆P,△π/ ),  (S) = f(∆P,△π/ ) oraz  = f(∆P,△π/ ), wykonane na podstawie otrzymanych zależności matematycznych za pomocą programu Mathcad Prime 3.0, zilustrowano graficznie w postaci różnego typu zakrzywionych powierzchni. WNIOSKI: Polaryzacja stężeniowa membrany w istotny sposób redukuje produkcję entropii w układzie membranowym, co egzemplifikuje zależność  = f(∆P,△π/ ). Dla membran o większych wartościach współczynników trans-portowych produkcja entropii w układzie jest większa, przy czym wpływ polaryzacji stężeniowej na działanie układu jest tym większy, im większa jest wartość bodźca ∆P.

INTRODUCTION: Kedem-Katchalsky thermodynamic formalism (K-K) and Peusner network thermodynamics (PNT) belong to the basic research tools of membrane transport. The production of S-entropy, specifying the rate of change of entropy of the membrane system, is one of the basic values for assessing the irreversibility of mass, energy and momentum transport processes. It is a measure S-entropy intensity. MATERIAL AND METHODS: A bacterial cellulose membrane (Biofill) with known transport parameters (Lp, σ, ω), for aqueous solutions of glucose was the subject of research. The research methods were K-K and PNT formalisms for binary non-electrolyte solutions. RESULTS: On the basis of Onsager linear non-equilibrium thermodynamics and Peusner network thermodynamics, the S-entropy intensity of the membrane was described for non-electrolyte solutions. In this membrane system volume (Jv*) and diffusion (Js*) fluxes are generated by osmotic (Δπ/ ) and hydrostatic (ΔP) forces. The formulas describing the intensity of the S-entropy source for concentration polarization conditions *(S) and for solution homogeneity conditions – by (S) were derived. In order to show how concentration polarization influences S-entropy intensity, coefficient  = *(S)/ (S) was calculated. The results of numerical calculations of dependencies *(S) = f(∆P,△π/ ), (S) = f(∆P,△π/ ) and  = f(∆P,△π/ ), calculated on the basis of the received mathematical equations by means of Mathcad Prime 3.0, are illustrated graphically in the form of va-rious types of curved surfaces. CONCLUSION: The concentration polarization of the membrane significantly influences the production of entropy in the membrane system by reducing it. For membranes with larger transport coefficient values, entropy production in the membrane system is greater. The influence of concentration polarization on the membrane system is greater for greater ∆P values.

Refine search results

1 Annales Academiae Medicae Silesiensis

1 2017

1 Grzegorczyn S. M.

1 Jasik-Ślęzak J.

1 Ślęzak A.

Search results

Ocena natężenia źródła S-entropii w układzie membranowym spolaryzowanym stężeniowo