A Thermodynamic Interpretation of the “Excluded-Volume Effect” in Coupled Diffusion
Notice bibliographique
Résumé
Strongly coupled diffusion has been reported for fluxes of solutes that differ significantly in molecular size. According to the excluded-volume model, a solute increases the effective concentrations of other solutes by reducing the volume of solution they can occupy. The flux of solute 2 produced by the gradient ∇ c 1 in the concentration of solute 1 is interpreted as the ordinary diffusion of solute 2 down its effective concentration gradient. Cross-diffusion coefficient D 21 = D 22 c 2 V 1,eff /(1 − c 1 V 1,eff ) 2 is predicted, where V 1,eff is the effective molar volume of solute 1. This model does not account for countercurrent coupled diffusion ( D 21 < 0) and is found to be inconsistent with the Onsager reciprocal relation (ORR). A thermodynamic model of coupled transport is developed by approximating the flux of solute i as the product of its concentration, mobility, and chemical potential gradient driving force (−∇μ i ), which gives D 21 = D 22 c 2 ( V 1 − V 0 )/[1 − c 1 ( V 1 − V 0 )], where V i is the partial molar volume of component i and the solvent is component 0. For dilute solutions with V 1 ≫ V 0, the thermodynamic prediction D 21 ≈ c 2 V 1 D 22 and the excluded-volume prediction D 21 ≈ c 2 V 1,eff D 22 are qualitatively similar, but the thermodynamic model does not require the assumption of effective concentrations or effective volumes, provides a physical explanation for coupled diffusion, and is consistent with the ORR. Moreover, because ∂μ 2 /∂ c 1 is proportional to V 1 − V 0, the thermodynamic model suggests that a concentration gradient in solute 1 can drive co-current or counter-current flows of solute 2, depending on the relative volumes of solute 1 and solvent 0. These features are illustrated by comparing measured and predicted D ik coefficients for solutions of n -octane(1) + n -hexadecane(2) in n -dodecane(0) at nine different compositions at 25 °C.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,002 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,001 | 0,001 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,001 | 0,002 |
| Communication savante | 0,001 | 0,003 |
| Science ouverte | 0,002 | 0,001 |
| Intégrité de la recherche | 0,001 | 0,001 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,002 | 0,000 |
Scores machine (provisoires)
Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.
Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.
score_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».