濃度梯度

當物質在沒有機械傳輸的情況下移動時，濃度梯度會扮演驅動力的角色。例如，用於擴散或熱傳導。

它們在食品和製藥技術中也扮演著重要的角色。由於孔隙結構有利於傳輸，因此速溶產品可快速溶解。錠劑透過沿濃度梯度的擴散作用釋放活性成分。

在質量傳輸中，它們是擴散背後的驅動力。例如，在乾燥過程中，水會從顆粒內部向外部擴散。在氣體洗滌過程中，氣體分子會遷移到溶劑中。在萃取過程中，例如從咖啡豆中萃取咖啡因，也會沿著濃度梯度進行傳輸。

在分離技術中，濃度的差異是許多製程背後的動力。在反滲透或透析等膜系統中，材料會沿著梯度流經膜。

濃度梯度在環境技術中也扮演著推動的角色。污染物會沿著濃度梯度在土壤和孔隙中移動。在燃料電池中，梯度決定了反應物和生成物的傳輸。

濃度梯度描述物質濃度的空間變化。它表示每單位長度 x 的濃度 c 變化程度。

在數學上，它被定義為依據路徑差異化的向量。

dc/dx = ∇c = (∂x/∂c, ∂y/∂c, ∂z/∂c)

二維向量表示法的一種可能性如左圖所示。向量的長度表示濃度梯度。向量的箭頭方向表示在各自位置所需的擴散方向。