Частным случаем диффузии является осмос – явление диффузии растворителя через полупроницаемую перегородку, отделяющую раствор от чистого растворителя

Давление, возникающее при такой (односторонней) диффузии называется осмотическим и пропорционально концентрации и температуре раствора, а обратнопропорционально молярной массе растворенного вещества.

Такая зависимость выражается законом Вант-Гоффа

, (56)

где - концентрация раствора, m – масса растворенного вещества, V - объем раствора.

При теплопроводности переносимой величиной является энергия, а, следовательно, и количество теплоты (рис.28).

Кинетическая энергия молекул газа ; .

Обратимся к уравнению переноса

Рис.28

Концентрация молекул n₀ одинакова во всем объеме газа

Кроме того .

Подставив эти выражения в уравнение переноса получим

Так как , то .

Поделим и умножим правую часть на m

; ; ; - удельная теплоемкость.

Обозначим - коэффициент теплопроводности.

- уравнение Фурье (57)

Количество теплоты, переносимое сквозь площадку ∆S перпендикулярную направлению, в котором убывает температура, пропорционально площади ∆S, промежутку времени ∆t переноса и градиенту температуры ∆Т/∆х (уравнение теплопроводности).

Уравнение применимо также для жидкостей и твердых тел.

Живой организм осуществляет передачу энергии во внешнюю среду, но в отличие от неживых систем регулирует их интенсивность с помощью нескольких механизмов до установления термодинамического равновесия. К таким механизмам относятся: теплопроводность, испарение, конвекция, инфракрасное излучение, люминесценция.

При теплопроводности происходит передача энергии от более нагретого тела к менее нагретому. Этот процесс необратим и происходит только в одном направлении.

За счет испарения передается тепло

где r – удельная теплота испарения.

Процесс испарения в живом организме усиливается при повышении температуры. Эта зависимость нелинейная.

За сутки человек испаряет 0,5 кг воды через потение и 0,35 кг за счет дыхательного аппарата.

При конвекции тепло передается потоком крови к поверхности тела. Интенсивность потока конвекции определяется по формуле

где (Т₁-Т₂) – разность температур в организме и внешней среде, υ – скорость движения крови, L – коэффициент конвекции.

Инфракрасное излучение характерно для каждого тела, имеющего более высокую температуру по сравнению с окружающей средой. По спектру этого излучения можно дистанционно определять температуру тела, которая служит одним из диагностических часто применяемых тестов.

При люминесценции возникает свечение тел, превышающее их тепловое излучение. Интенсивность возрастает при стрессах и воспалительных процессах и ослабляется при патологиях.

При внутреннем трении переносится импульс. В ламинарном потоке скорость убывает в направлении ох (рис.29).

ω₁ и ω₂ скорости течения на расстояниях <λ> (ω₁ > ω₂). Молекула верхнего слоя обладает бо′льшим импульсом mω₁ >mω₂. В результате этот импульс молекул верхнего слоя передается молекулам нижнего. Возникает сила трения, которая действует вдоль площади ∆S параллельно скорости потока.

Переносимой характеристикой является импульс молекулы .

Тогда .

В свою очередь

, (58)

Рис.29

где ∆К – изменение импульса одного слоя относительно другого за время ∆t на площадке ∆S.

Из общего уравнения переноса имеем

или

, (59)

где - коэффициент внутреннего трения (вязкость).

Сила внутреннего трения, возникающая в плоскости соприкосновения двух скользящих относительно друг друга слоев, пропорциональна площади из соприкосновения ∆S и градиенту скорости ∆ω/∆х (закон Ньютона).

Коэффициент внутреннего трения не зависит от давления, так как пропорционален произведению <λ>ρ (<λ>- уменьшается, а ρ – увеличивается при возрастании давления).

Если в формуле (116) принять и , то

То есть

Вязкость численно равна силе внутреннего трения, действующей на 1м² площади соприкосновения параллельно движущихся слоев газа при градиенте скорости -1с^-1.

Соотношения между коэффициентами переноса D, χ и η

; .