第六章吸收第三节教程
化工原理 第六章 吸收
不同的溶质在同一个溶剂中的溶解度不同,溶解度很大的
气体称为易溶气体,溶解度很小的气体称为难溶气体;同
一个物系,在相同温度下,分压越高,则溶解度越大;而
分压一定,温度越低,则溶解度越大。这表明较高的分压
和较低的温度有利于吸收操作。在实际吸收操作过程中,
溶质在气相中的组成是一定的,可以借助于提高操作压力
.
第二节 吸收中的气液相平衡
相平衡关系随物系的性质、温度和压力而异,通常由
实验确定。图6-3是由实验得到的SO2和NH3在水中的溶解度
曲线,也称为相平衡曲线。图中横坐标为溶质组分(SO2、
NH3)在液相中的摩尔分数
x
,纵坐标为溶质组分在气相中
A
的分压 p A 。从图中可见:在相同的温度和分压条件下,
体,该值很小。
2.2注意事项
①亨利定律只适用于稀溶液,如常压下难溶或少溶气体的吸收, 否则就有偏差;
②只适用于与溶剂不发生化学反应的气体的吸收;
③溶解度系数随温度升高而降低,即T↑,H↓;
④应用于较高压强时,如5atm以上,分压应以逸度代替;
⑤为了使用方便,亨利定律可以改写成以下形式:
pA ExA, yA mxA,
图6-4 吸收平衡线
.
第二节 吸收中的气液相平衡
2.相平衡线在吸收过程中的应用 2.1判断吸收能否进行。由于溶解平衡是吸收进行的极限,所以, 在一定温度下,吸收若能进行,则气相中溶质的实际组成 Y A 必须大 于 则与过液程相反中向溶进质行含,量为成解平吸衡操时作的。组图成6-4Y中A ,的即A点YA 为 Y实A。 际若操出作现点Y,A 若 AY 点A 时位, 于平衡线的上方,则 YA为吸Y A 收过程;若A点在平衡线上,YA=YA*,体 系达平衡,吸收过程停止;当A点位于平衡线的下方时,则YA<YA*,为解 吸过程。 2.2 确定吸收推动力。显然,YA>YA*是吸收进行的必要条件,而差 值 △YA=YA-YA* 则是吸收过程的推动力,差值△YA越大,则吸收速率必 然越大。 2.3同理,若以液相为研究对象,在一定条件下,要让吸收过程能进 行,则液相中溶质的实际组成XA必须小于与实际气相中溶质含量YA成平 衡时的液相组成XA*,即XA<XA*,差值△XA=XA* -XA即为吸收过程的推动力, 该值越大,吸收速率也就越大。否则,过程必为解吸操作。
《消化和吸收》PPT课件
头期胃液分泌特点:
分泌时间2-4h,分泌量30%
酸多、 酶多,消化力强。
①既有条件反射,又有非条件反射;因此分泌量受
情绪和食欲的影响很大。 ②既有神经调节又有神经-体液调节,以前者为主。
第二十八页,共69页。
⑵ 胃期胃液分泌
食物刺激胃部感受器引起的胃液分泌。
扩张刺激
食
物
迷走-迷走神经(长反射) 壁内神经丛 (短反射)
第四十页,共69页。
第四节 小肠内消化
一.胰液的分泌(最重要的消化液)
肝胰腺 胆胰管
胰腺导管
十二指肠
内分泌:
胰腺 胰岛→胰岛素
外分泌:
腺泡细胞→胰酶
小导管细胞ห้องสมุดไป่ตู้水分、HCO3-
第四十一页,共69页。
㈠ 胰液的成分和作用
无色碱性液体,渗透压与血浆相等, pH为7.8-8.4
分泌量:1-2 L /d
+ 粘液
粘液-碳酸氢盐屏障
1.保护胃粘膜免受H+侵蚀 2.胃蛋白酶原在上皮细胞侧不被激活,防止酶对 胃粘膜的消化作用
第二十页,共69页。
胃粘膜的保护机制
⑴胃粘膜屏障
➢ 粘液-碳酸氢盐屏障 ➢ 胃上皮的紧密连接
⑵前列腺素 抑制胃酸、胃蛋白酶原分泌;
刺激粘液和碳酸氢盐分泌; 增加胃血流以促进胃粘膜的修复
奥美拉唑
餐后碱潮 HCl
基底膜
第十七页,共69页。
顶端膜
(2)生理作用
①激活胃蛋白酶原,并提供适宜PH。 ②使食物中蛋白质变性,易于消化。 ③杀菌作用。 ④与钙和铁结合成可溶性盐,促进其吸收。
⑤进入小肠可促进胰液和胆汁的分泌。
⒉胃蛋白酶原
主细胞和粘液细胞分泌
天津大学版 化工原理 第六章 脱吸及其它条件下吸收 ppt 课件
例题 (1) V
V =1.35 , L
3.解吸过程的计算
X X 1 0.0255 0.0005 0.0297 2* 0.8415 0 L min Y2 Y1
V L min =1.35×0.0297=0.04
V L=0.04×10=0.4kmol/h L min
(2)最小气液比和载气流量的确定
最小气体用量计算: Vmin L X 2 X 1 *
Y2 Y1
注意:当解吸平衡线为下凹线时,由 塔底点作平衡线的切线,见图, 同样可以确定(V/L)min。 L 操作气液比:根据生产实际经验 , V
V V =(1.1~2.0) L min L
dy K y ( y y )a dz 1 y 填料层高: y 1 V dy z y 2 K y a ( 1 y )( y y ) V
求解方法:图解积分
三、非等温吸收
最高
(一)特点 1、随着液相浓度的增大,温度从塔
顶到塔底逐渐升高;
最低
2、实际平衡曲线是非等温线。
同理: dG Ld ( x ) L dx
1 x
而
1 x dG N AdA K y ( y y )a dz K x ( x x )a dz
L dx K x ( x x )a dz 1 x x1 Ldx z x 2 K x a ( 1 x )( x x )
=
X 2 X 1* 1 ln 1 A A 1 A X 1 X 1*
1 ln1 0.7558 51 0.7558 1 0.7558
=10.57
二、 高浓度气体吸收(溶质浓度高于10%) (一)高浓度气体吸收的特点
【生理学】消化与吸收
Digestion and absorbtion
毕云天
第一节 概 述 第二节 口腔内消化 第三节 胃 内 消 化 第四节 小肠内消化 第五节 大肠内消化 第六节 吸 收
第一节 消化生理概述
消化道:
口腔 食管 胃 小肠 大肠
附属器官:
唾液腺 胰腺 肝脏 胆囊
第一节 消化生理概述
吸收(absorption):食物经过消化后,透过消化道粘膜,进 入血液和淋巴循环的过程。
消 化 过 程 示 意 总 汇
整理课件
一.消化道平滑肌的特性
(一)一般特性
1.舒缩迟缓 2.富有伸展性大 3.具紧张性: 微弱的持续收缩的状态 4.节律性收缩: 离体后易可观察到 5.对电刺激不敏感,对温度、牵拉等刺激敏感
(二)电生理特性
1.静息电位(Rp)-50~-60mV 电位低 不稳定
2.慢波 1)定义:在Rp基础上消化道平滑肌产生的节律性自 动去极化. 由慢波决定的消化道平滑肌的收缩节律,基本电节 率(BER) 2)产生机制:Cajal 细胞
3)作用:在慢波基础上激发Ap,并决定肌肉收缩 的频率 3.动作电位(Ap):Rp —BER — 阈电位— Ap
辅脂酶,胆盐
胰液中还含有胆固醇酯水解酶和磷脂酶A2
2.胰液分泌的调节
头期为神经调节为主,胃期与肠期体液调节为主 ⑴神经调节 ●调节机制:食物→条件与非条件反射
(①纯神经机制;②迷走-促胃液素机制) →胰腺→胰液分泌。
●调节特点: ①迷走N对胰液分泌的影响是酶多、水盐少。 ②交感N对胰液分泌的影响不明显。
肠激酶、胃酸、 组织液、胰蛋白酶
胰蛋白酶
糜蛋白酶原
胰蛋白酶
糜蛋白酶
《生理学》第六章 消化与吸收
1.盐酸
反映胃的分泌能力(与壁细胞的数量及功 能状态有关)
正常人空腹 0-5 mmol/h
最大排酸量
20-25 mmol/h
作用:
②使蛋白质变性,利于蛋白质的水解;
①激活胃蛋白酶原,提供胃蛋白酶适宜环境;
③促进胰液、胆汁和小肠液的分泌;
④有助于小肠对铁和钙的吸收;
⑤抑制和杀死细菌。
胃酸分泌机制:质子泵
消化道粘膜进入血液或淋巴液的过程。 意义:为机体新陈代谢提供营养物和能量
消化的方式有:
机械消化:通过消化管的运动,将食 物粉碎、搅拌和推进的过程。(形变) 化学消化:通过消化腺分泌的消化酶 将食物大分子分解成小分子的过程。(质
变)
消化腺的分泌 • 包括唾液腺、胃腺、肝脏、胰腺等; • 总量每天分泌相互液6~8L; • 作用 – 稀释食物降低渗透压,以利吸收 – 调节pH 为消化酶发挥作用提供适宜pH 环境 – 分解食物成分; – 润滑保护消化道粘膜防止理化损伤
━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━ 促 进 抑 制 ───────────────────────── 食物 蛋白质 糖 盐酸 脂肪 高渗溶液 ────────────────────────激素 胃泌素 糖皮质激素 胰泌素 胰高血糖素 ACTH 胰岛素 生长抑素 抑胃肽 PG 缩胆囊素 肠泌酸素 肠抑胃素 球抑胃素 ────────────────────────药物 ACh 组胺 阿托品 甲氰咪呱 咖啡因 乙醇 奥美拉唑(洛赛克) Ca2+ 毛果云香碱 ────────────────────────神经 迷走N+ 壁内N丛反射 交感N+ 肠-胃反射 迷走-迷走反射 情绪 应激状态 恶劣情绪 ━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━━
第6章 消化和吸收课件
幽门腺 粘液细胞:粘液 HCO3胃蛋白酶原
G细胞:促胃液素
一、胃液的分泌 (一)性质,成分和作用
pH 0.9~1.5 ; 1.5~2.5L/d 1.盐酸:
由壁细胞分泌 (1)分泌过程
(2)生理作用: ① 杀菌 ② 激活胃蛋白酶原 ③ 使蛋白质变性 ④ 引起促胰液素释放→促进胰液、 肠液和胆汁分泌 ⑤ 与Fe2+和Ca2+结合形成可溶性盐, 促进小肠吸收Fe2+和Ca2+
激素(为肽类激素),与神经系 统共同调节消化器官的活动, 作用广泛。
胃肠激素 细胞名称
胰高血糖素 A细胞
胰岛素
B细胞
生长抑素 D细胞
促胃液素 G细胞
缩胆囊素 I细胞
抑胃肽
K细胞
促胃动素 Mo细胞
神经降压素 N细胞
胰多肽
PP细胞
促胰液素 S细胞
分布部位 胰岛 胰岛 胰岛,胃,小肠,结肠 胃窦,十二指肠 小肠上部 小肠上部 小肠 回肠 胰岛,胰腺外分泌部分, 胃,小肠,大肠 小肠上部
2.胃蛋白酶原:由主细胞和粘液细胞分泌
胃蛋白酶原 HCl 胃蛋白酶
↓
蛋白质
月示 胨
(多肽、氨基酸少)
3.粘液
① 溶解型(粘蛋白):使食物润滑
② 不溶解型(粘蛋白凝胶)
润滑(保护)作用
降低H+在粘液层中扩散速度
含HCO3-中和H+构成粘液-碳酸氢盐
屏障
4.内因子:形成内因子-VB12复合物,
三、胃肠道的神经支配
外来神经
胃肠道N 内在神经
交感N 副交感N
内在神经系统(肠神经系统) 分布:从食管中段到肛门的管壁内。
12第六章光合作用I:植物对光能的吸收与转换
一 叶绿体的结构
1.形状、数量、大小
扁平椭圆形,每个叶 肉细胞有50∽200个 叶绿体。
长 4-6 μm , 厚 2-3 μm。
随物种,细胞种类,生 理状况和环境而不同
2. 叶绿体超微结构
(一)叶绿体被膜(chloroplast envelope)
•双层膜的屏障:维持相对稳定的内 部环境,控制物质的出入。
(一)光化学反应
光化学反应: 由光引起的反应中心 色素分子与原初电子受体间的氧化 还原反应, 在光化学反应中,光能 通过反应中心色素转变为电能。
D.P.A
D.P*.A D.P+.A- D+.P.A-
电荷分离
(二)光反应中心
指植物吸收光能进行光化学反应的 场所,它由原初电子供体、原初电子受 体等电子传递体,以及维持这些电子传 递体的微环境所必需的蛋白质组成的色 素蛋白复合体,共同组成光合作用的基 本功能单位。
为“共振转移”。
共振传递示意图
传递效率高,几乎接近100%
激发能传递到作用中心色素
在类囊体膜上天线色 素分子的排列紧密而 有序。从外到内为胡 萝卜素、叶黄素、叶 绿素b、叶绿素a。这 种排列方式有利与能 量向作用中心转移, 另一方面这种排列也 保证了能量不能逆向 传递。
三 光合作用的光化学反应
(一)光化学反应 (二)光反应中心
第六章 光合作用I: 植物对光能的吸收与转换
[教学内容]
了解光合作用的研究历史、概念; 掌握叶绿体的结构与功能;光能的 吸收与传递、光合磷酸化的机理、 类型和意义。
第一节 第二节
第三节 第四节 第五节
光合作用的概述 光合作用的结构基础: 叶绿体的超微结构 光能的吸收和传递 叶绿体中ATP的合成 光能的分配调节和光保护
化工原理 第六章 吸收
由 y * mx得,
Y* mX 1 Y * 1 X
*
mX Y 1 (1 m)X
当溶液浓度很低时,X≈0, 分母约等于1. 上式简化为:
Y mX
*
亨利定律的几种表达形式也可改写为
P * x , c HP E y Y * ℃ 下 , 测 得 氨 在 水 中 的 平 衡 数 据 为 : 0.5gNH3/100gH2O浓度为的稀氨水上方的平衡分压为400Pa, 在该浓度范围下相平衡关系可用亨利定律表示,试求亨利系
——逆流吸收塔操作线方程
在m—n截面与塔顶截面之间作组分A的衡算
VY LX 2 VY2 LX
L L Y X (Y2 X 2 ) V V
——逆流吸收塔操作线方程
表明 : 塔内任一截面的气相浓度Y与液相浓度X之间成直线 关系,直线的斜率为L/V。
吸收操作线总是位于平衡线的上方,
s
EM s
1000 7.32 104 kmol / m3 Pa 7.59 10 4 18
E 7.59 10 4 m 3 0.749 P 101.33 10
三、用气液平衡关系分析吸收过程
1、判断过程的方向
例:在101.3kPa,20℃下,稀氨水的气液相平衡关系为 :
L L Y1 X 1 Y2 X 2 V V
吸收率 A 混合气中溶质A 被吸收的百分率
Y2 Y1 (1 A )
2、吸收塔的操作线方程式与操作线
在 m—n截面与塔底截面之间作组分A的衡算
VY LX1 VY1 LX
L L Y X (Y1 X 1 ) V V
操作线位于平衡线下方,则应进行脱吸过程。
并流吸收塔的操作线:
化工原理 吸收
出塔溶液组成X 出塔溶液组成 1
Y1 − Y2 0.099 − 0.0099 X1 = + X2 = + 0 = 0.00246 L /V 36.2
)、(2)计算结果可以看到, 由(1)、( )计算结果可以看到,在维持相同回收率 )、( 的情况下,吸收剂所含的溶质浓度降低,则溶剂用量减少。 的情况下,吸收剂所含的溶质浓度降低,则溶剂用量减少。 所以吸收剂再生时应尽可能完善, 所以吸收剂再生时应尽可能完善,但还应兼顾解吸过程的 经济性。 经济性。
三、吸收剂用量的确定
Y
L/V
(L/V)’
(L/V)min
Y*=f(X) C
Y1
A
A’
Y1 − Y2 L = V min X 1,max − X 2
Y −Y L = 1 2 V min Y1 − X 2 m
L L = (1.1 ~ 2.0 ) V V min
化工原理
(Principles of Chemical Engineering)
(制药工程专业适用 制药工程专业适用) 制药工程专业适用 参赛人: 参赛人:李贵文 所在系: 所在系:药学系
气体吸收(absorption) 第六章 气体吸收
§6-3填料吸收塔的工艺设计
• 1. 吸收剂用量 的确定 吸收剂用量L的确定 • 2. 填料塔大小的确定
3. 最小液气比的求法
(1)图解法 )
Y Y*=f(X) C (L/V)min Y Y*=f(X)
Y1
Y1
(L/V)min B C
Y2
o
B
Y2
X1,max=X1* X o
X2Leabharlann X2X1,max X1*X
《人体解剖生理学》第六章 消化与吸收
腔狭窄,称幽门管
胃壁的结构
粘膜层:在胃小弯处有 4~5 条纵行皱襞 在幽门处,粘膜覆盖幽 门括约肌形成环行皱襞,叫幽门瓣
由内向外分 4 层 粘膜下层: 肌层:为外纵、中环、内斜三层平滑肌 在幽门处,环层肌发达, 形成幽门括约肌 浆膜层:即脏腹膜
迷走-迷走反射
胃 机械扩张
壁内N丛局部反射
内
食 物
蛋白质 分解产物
胃窦 G.C
胃 泌 素
胃蠕动↑ 紧张性↑
胃内压 ∨
十二指
胃 排 空
肠内压
胃内压 胃
十二 高渗溶液 指肠 食糜 盐酸、脂肪
肠-胃反射 胃蠕动↓ 肠抑胃素 紧张性↓
∧ 十二指 肠内压
排 空 暂 停
胃内压 再
食糜在肠内吸收
抑制因素解除
胃蠕动↑ 紧张性↑
食物和促进胃排空;保持胃的正常形状 和位置,不出现胃下垂。
2.容受性舒张:进食时引起胃壁平滑肌的舒张。
作用:增加胃容纳和贮存食物,防食糜过早排入十二指肠。
3.蠕动:蠕动波起自胃体中部,逐步向幽门部推进。
迷走神经、胃泌素、胃动素使其频率和强度增加; 交感神经、胰泌素、抑胃肽作用则相反。
作用:使食糜与胃液充分混合和研磨。
(2)胆固醇:若胆固醇↑→胆石症。 (3)胆色素: 血红蛋白的分解产物。
肝门与肝蒂
肝可分为左、右两半:左外叶、左内叶; 右前叶、右后叶、尾状叶
胆盐进入小 肠后,90%以上 被回肠吸收,通 过门V又回到肝 脏,再成为合成 胆汁的原料。这 一过程称为胆盐 的肠肝循环。
返回肝脏的胆 盐有刺激肝分泌 胆汁的作用。
生理学-消化和吸收
医教园
20
第三节 胃内消化
机制: H2O
H+ + OH- 壁细胞上的H+泵(H+- K+ ATP酶)主
动转运H+至小管腔内
OH- + CO2
HCO3- 入血-“餐后碱潮”
作用:
➢ 杀死随食物进入胃的细菌
➢ 激活胃蛋白酶原
➢ 引起促胰液素的释放
➢ 帮助小肠对铁和钙的吸收
➢ 促进促胰液素、CCK的释放,促进胰液、胆汁和小肠液分泌
医教园
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第三节 胃内消化
迷走神经节后纤维兴奋引起胃幽门部胃泌素分泌的神经递质是 A
A. 蛙皮素 B. 乙酰胆碱 C. 三磷酸腺苷 D. 一氧化氮
医教园
31
第三节 胃内消化
二、胃的运动 (一)胃运动的主要形式 • 胃容受性舒张
当咀嚼和吞咽时,食物对咽和食道等处的感受器的刺激,所 引起的胃底和胃体肌肉的舒张,称为容受性舒张(50ml- 1.5L) 。 意义:使胃更好的完成容受和贮存食物的机能。 • 紧张性收缩 胃腔内保持一定压力,胃保持一定形状和位置
医教园
5
第一节 概 述
第一节 概 述
一、消化道平滑肌的特性 (Characteristics of gut smooth muscle)
(一)一般特性 1 兴奋性(excitability)较骨骼肌低,收缩缓慢 2 节律性(automaticity):不如心肌,节律较慢,无固定节律点 3 紧张性(tonus):经常保持微弱的持续收缩状态, 维持中腔器 官形态、位置及基础压力 4 伸展性(stretchy):较大,发挥容纳食物等内容物的作用 5 敏感性(sensitive)对牵张、温度和化学刺激很敏感
化工原理电子教案第六章气体吸收
化工原理电子教案第六章气体吸收9.1概述利用不同组分在溶剂中溶解度的差异,分离气体混合物的过程,称为吸取; 能被溶解的组分——溶质A ; 不能被溶解的组分——惰性组分〔载体〕B ;所用溶剂——吸取剂S 。
吸取液)(A S +。
一.工业生产中的吸取过程1.工业上的应用〔1〕 原料气的净化:如煤气中的H 2S 除去。
〔2〕 有用组分的回收:如合成氨厂的放空气中用水回收氨。
〔3〕 某些产品的制取:将气体中需要的成份以指定的溶剂吸取出来,成为液态的产品或半成品,如:从含HC l气体中盐酸(4) 废气的治理:如含SO 2,NO ,NO 2等废气中,要除去这些有害成份。
2.吸取的分类 (1) 按性质划分物理吸取:溶质不发生明显的化学反应,如水吸取CO 2,SO 2等。
化学吸取:溶质与溶剂或溶液中其它物质进行化学反应。
〔如用NaOH 吸取 CO 2〕 (2) 温度是否变化等温吸取:当溶剂用量专门大,温升不明显时 非等温吸取:(3) 被吸取组分数目分单组分吸取:只吸取一种组分 多组分吸取二.吸取过程的极限及方向极限:气液两相呈平稳状态;方向或推动力:一相浓度与同另一相浓度呈平稳的该相浓度之差;比如:溶质A 在气相中的分压为A P ,液相中溶质浓度为A c ,与A c 呈平稳的气相分压为*AP ,那么推动力为〔*-A A P P 〕。
三.吸取的流程流程说明:1. 气液流向: ——逆流〔推动力大〕2. 多塔吸取:单塔所需太高时,可分解成几个塔串联使用。
3. 加压吸取: 提高总压,能够提高传质推动力,同时提高溶解度,有利于吸取。
4. 脱吸〔解吸〕过程:吸取的逆过程。
油〔A 〕 水四.吸取剂选择及要求1.具有选择性:对溶质A的溶解度应尽可能大2.不易挥发性:减少溶剂的缺失及幸免在气体中引入新的杂质 3.腐蚀性小:减少设备费和修理费 4.粘度低:以利于传质及输送5.毒性小,不易燃,以利于保证安全生产 6.来源丰富,价格低廉,易于再生五.本章重点及学习方法本章要紧讨论单组分、等温、常压、物理吸取,以把握差不多原理和方法。
生理学 第六章 消化和吸收
精选课件
16
1、盐酸 胃液中的盐酸也称 胃酸,胃粘膜壁细胞分泌盐酸 过程如下:(图6-5)。
是一个主动分泌的 过程。 H+ :由水分解产生, H+泵分泌 Cl-:经Cl-泵,与HCO3交换获得
精选课件
17
基础酸排出量:正常人空腹时盐酸排出量, 0~5mmol/h。
盐酸的最大排出量:正常人的盐酸最大排 出量为20~25mmol/h。Fra bibliotek精选课件
19
2.胃蛋白酶原 由主细胞合成,无活性,在进餐或迷走神
经兴奋时释放入胃。
胃蛋白酶原 HCl 胃蛋白酶(最适
pH为2.0)
(+)
作用:水解蛋白质为 䏡 和胨 , 也生成少量的
多肽和氨基酸。
精选课件
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3、内因子
由壁细胞分泌的一种糖蛋白, 与维生素B12的吸收有关。
精选课件
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4、黏液和HCO3- 黏液-碳酸氢盐屏障(mucus
有机物:黏蛋白、球蛋白、唾液淀 粉酶、溶菌酶
无机物:Na+、K+、Ca2+ 气体
精选课件
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(二)唾液的作用
①湿润口腔和食物,便于说话,利于咀嚼、吞 咽和引起味觉
②消化作用,唾液淀粉酶(最适pH7.0)可使食 物中的淀粉分解为麦芽糖
③排泄功能 ④清洁和保护口腔 ⑤杀菌作用
精选课件
12
胃内消化
从功能上通常将胃分为头区和尾区。头区包括胃 底和胃体的上端,尾区包 括胃体的下端和胃窦(图
精选课件
7
二、消化腺的分泌功能
消化液的主要作用有: ①分解食物中的复杂成分使之便于吸收; ②为各种消化酶提供适宜的pH环境; ③稀释食物,使消化道内容物的渗透压与
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dc A dz
费克定律只适用于由于分子无规则热运动而引起的扩散过程。
2018/11/5
dz
化工原理
du 动量传递:牛顿粘性定律 dy t 热量传递:傅里叶定律 Q A n dc 质量传递:菲克定律 J A DAB A dz
共同点: 通量=系数×梯度 或过程速率=推动力/阻力
① 因分子本身扩散引起的宏观流动。 ② A、B在总体流动中方向相同,流动速度正比于摩尔分率。
2018/11/5
化工原理
(2)传递速率 通常扩散的同时伴有混合物的总体流动。组分A的传质通量 为扩散运动与总体流动之和: 设总体流动通量为N,其中物质A的通量为:
总体流动中物质B向右传递的通量为
cA Ny A N c
扩散通量。
气相:
dc A D dp A N A J A D dz RT dz 分离变量并进行积分,积分限为:
p A p A1 p A p A2 D PA 2 z N A 0 dz pA1 dp A RT
2018/11/5
z1 0 z2 z
化工原理
传质速率为:
试分析与傅立叶定律以及牛顿粘性定律的区别及联系。
不同点:热量与动量传递并不单独占有任何空间,而物质本 身却是要占据一定空间的,因此,物质传递现象更为复杂。
2018/11/5
化工原理
(2)分子扩散系数间的关系 对于两组分扩散系统,在恒温下,总摩尔浓度为常数,
P c c A cB 常数 RT
而
2018/11/5
NB 0
NA JA N A c cB NB JB N c
cB NyB N cc
cB J B N c
cB 即 JA N c
化工原理
cB cA NA D AB
cA dc A 和 N N 代入 N A J A N A c dz
溶质在相界面上的溶解,由气相转入液相,即界面上发生
的溶解过程; 溶质自界面被传递至液相主体,即液相内的物质传递。 单相内物质传递的方式 分子扩散 对流传质
气相扩散 相界面
气相主体
溶解
液相主体
液相扩散
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化工原理
一、分子扩散与菲克定律
1、分子扩散 一相内部有浓度差异的条件下,由于分子的无规则热运动 而造成的物质传递现象。
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化工原理
分子扩散现象:
扩散通量 : 单位面积上单位时间内扩散传递的物质量 , 单位:kmol/(m2.s) 。 表示扩散过程进行的快慢。
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费克(Adolph Fick 1829–1901)
德国数学家、物理学家、生理学家,
生于德国。曾在马尔堡大学学习医 学。1852年之后的16年间,费克成 为一名精通数学、物理和生理学的 科学家。 费克作为物理学家做出的第一个贡献是在1855年提出了分 子扩散第一定律,当时他只有26岁。得益于牙齿腐蚀速率 的启发,他从傅立叶的热量平衡理论出发,用数学的方法 从理论上导出了该定律。25年后该理论的正确性被实验加 以证明。
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2、菲克定律 (1)菲克定律 温度、总压一定,组分A在扩散方向上任一 点处的扩散通 量与该处A的浓度梯度成正比。
J A DAB
JA——组分A扩散速率(扩散通量),kmol/(m2· s) ; dc A ——组分A在扩散方向z上的浓度梯度,kmol/m4; dz DAB——组分A在B组分中的扩散系数,m2/s。 负号:表示扩散方向与浓度梯度方向相反,扩散沿着浓度降 低的方向进行。 dcB 组分B的分子扩散通量: J B DBA
D N Az ( p A2 p A1 ) RT
D NA ( p A1 p A2 ) zRT
dcA N A J A DAB dz D N A (cA1 cA2 ) z
液相:
(3)讨论 ①
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N A ( p A1 p A2 )
化工原理
② 组分的浓度与扩散距离 z 成直线关系。
根据菲克定律:
dc A dc B dz dz J A J B
J A D AB
dc A dc B DBA dz dz
由A、B两种气体所构成的混合物中,A与B的扩散系数相等。
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DAB DBA
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二、气相中的稳定分子扩散
分子扩散两种形式:等分子反向扩散,单向扩散。 1、等分子反向扩散及速率方程
p p pB1 pA1 pA2 pB2
0 扩散距离z z
③ 等分子反方向扩散发生在蒸馏过程中。 书89页例2-3
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2、一组分通过另一停滞组分的扩散—— 单向扩散 例如吸收
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相界面 (1)总体流动: JA 因溶质A扩散到界面溶解于溶剂 中,造成界面与主体的微小压差, NA NcA/c 使得混合物向界面处的流动。起 总体流 动NM NcB/c 因于分子扩散,是一种分子扩散 的伴生现象。 JB 结果: A组分不断向液面移动; 2 1 B组分随总体流动向液面运动的同时又以相反方向进行分子 扩散回到气相主体。 总体流动的特点:
第 六 章 吸 收
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第三节 传质机理与吸收速率
1
分子扩散与菲克定律 2 气相中的稳定分子扩散
本节 讲授 内容
3 扩散系数 4 对流传质 5 吸收机理
6 吸收速率方程式
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化工原理
吸收过程涉及两相间的物质传递,包括三个步骤: 溶质由气相主体传递到两相界面,即气相内的物质传递;
(1)等分子反向扩散
当通过连通管内任一
截面处两个组分的扩
散速率大小相等,方 向相反时,此扩散称 为等分子反向扩散, 例如精馏过程。
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(2)传质速率
在任一固定的空间位置上,单位时间通过单位面积的A物质
量,称为传质速率,以 NA 表示,单位 kmol/(m2· s) 。 在单纯的等分子反向扩散中,物质A的传质速率应等于A的
Dc dc A NA c c A dz
若扩散在气相中进行,则: