ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Классификация форм связи коллоидных капиллярнопористых тел с поглощенной жидкостью из "Теория сушки Издание 2" Влажные материалы являются капиллярнопористыми коллоидными телами. Коллоидные капиллярнопористые тела принадлежат к классу связно-дисперсных систем, в которых частицы дисперсной фазы образуют более или менее жесткие пространственные структуры-сетки или каркасы. Эти системы называют. гелями (уголь, торф, древесина, ткани, бумага, кожи и т. д.). [c.7] Влажные материалы, подвергаемые термической обработке или периодическому воздействию тепла и влаги, изменяют свои физические свойства. Эти изменения обусловлены молекулярным характером связи поглощенной жидкости с веществом тела. Кроме того, перенос поглощенной жидкости или пара (а также тепла) внутри коллоидного капиллярнопористого тела зависит от характера молекулярной связи жидкости, содержащейся в теле, с веществом скелета тела. Поэтому анализ видов связи вещества, поглощенного коллоидными капиллярнопористыми телами, представляет особый интерес для физики переноса тепла и массы. [c.10] Процесс удаления жидкости из тела сопровождается нарушением связи ее с телом, на что затрачивается определенная энергия. Поэтому классификация форм связи веществ должна быть построена по принципу изучения интенсивности энергии связи. По такому принципу построена схема акад. П. А. Ребиндера [Л. 72]. [c.10] Каждая форма связи по П. А. Ребиндеру характеризуется семью основными признаками (табл. 1-1). [c.10] Из табл. 1-1 видно, что все формы связи делятся на три большие группы химическая связь, физико-химическая связь, физико-механическая связь. [c.10] Химически связанная вода удерживается наиболее прочно и при нагревании тела до 120—150° С не удаляется. Останавливаться на этой форме связи мы не будем. [c.10] Многочисленными экспериментами было установлено, что процесс связывания жидкости с коллоидным телом в первой стадии аналогичен процессу смешивания двух жидкостей с разными молекулярными весами, например, растворению серной кислоты в виде. [c.10] С увеличением и дифференциальная теплота набухания уменьшается. Максимальный тепловой эффект набухания будет в начале процесса. Его можно оценить величиной С[о при / = О, т. е. [c.11] Значения максимальной теплоты набухания некоторых тел приведены в табл. 1-2. [c.11] Думанским [Л. 15а] было установлено, что теплота смачивания водой сухого гидрофильного тела Qi и количество адсорбционно-связанной воды i/a пропорциональны друг другу, т. е. [c.12] Из табл. 1-2 видно, что теплота набухания, характеризующая активность коллоидного тела к воде, сравнима с величиной теплоты растворения. Такая аналогия между растворением и поглощением жидкости коллоидным телом распространяется довольно далеко. Тело, поглощающее жидкость, обладает давлением набухания, аналогичным осмотическому давлению растворенного вещества. С увеличением количества поглощенной жидкости давление набухания быстро уменьшается. [c.12] С = р и — концентрация сухого вещества в жидкости — величина, обратная влагосодержанию тела рт и — соответственно плотности тела и жидкости Лий — постоянные (постоянная к близка к 3). [c.13] Первый член соотношения (1-1-5) является аналогом осмотического давления растворенного твердого вещества в жидкости, второй член учитывает взаимодействие частиц тела с растворителем. [c.13] Соотношение (1-1-8) между давлением набухания и относительным давлением пара жидкости в теле тождественно соотношению между осмотическим давлением раствора и относительным давлением пара. [c.13] Такая термодинамическая аналогия между набуханием и растворением дает возможность рассматривать процесс набухания коллоидного тела как процесс образования твердого раствора, а теплоту набухания считать теплотой гидратации. [c.13] Эта аналогия объясняется на основе схемы акад. П. А. Ребиндера. При набухании имеет место адсорбция молекул жидкости молекулами внешней и внутренней поверхности мицелл тела, а при растворении — молекулами растворенного вещества. Известно, что процесс адсорбции сопровождается выделением большого количества тепла, поэтому теплота набухания (теплота гидратации) обусловлена теплотой адсорбции. [c.13] Связанная вода обладает рядом свойств, которые отличают ее от обычной воды. Одним из этих свойств является неспособность к растворению электролитов и других растворимых веществ, например сахара, что было использовано А. В. Думанским [Л. 15а] при разработке методов определения количества связанной воды. При этом надо иметь в виду, что не только адсорбционно связанная жидкость не растворяет легко растворимые вещества, но и свободная жидкость, если она находится в замкнутой клетке, а растворимое вещество не может диффундировать внутрь клетки. [c.14] Из числа других свойств связанной воды следует указать на повышенную плотность. Связанная вода почвы (чернозем) имеет плотность от 1,74 г/сж при влагосодержании почвы 1,64% до 1,13 кг/ж при влагосодержании почвы 13,87%. [c.14] Связанная вода отличается тем, что она замерзает при температуре, значительно более низкой, чем 0° С, при этом первая часть связанной воды не замерзает даже при температуре —78° С. [c.14] Долговым [Л. 14а] было экспериментально установлено, что удельное сопротивление связанной воды очень велико (удельная проводимость практически равна нулю по сравнению с проводимостью свободной воды), что объясняется отсутствием в связанной воде растворенных веществ, а электропроводность воды, лишенной электролитов, ничтожна. Пользуясь этим свойством, С. И. Долгов определил количество связанной воды в почвах. Оно оказалось равным для серозема 3%, чернозема — 8% и подзолистой почвы — 5%. Экспериментальная зависимость между удельной проводимостью тела и его влагосодержанием, как видно из рис. 1-2, близка к линейной. Прямые пересекают ось влагосодержания в точках, соответствующих максимальному количеству связанной воды в теле. [c.14] Вернуться к основной статье