ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Электрические свойства из "Курс коллоидной химии" Явления, связанные с электрическими свойствами, имеют очень большое практическое значение. Так, движение и оседание частиц аэрозолей оказывается причиной грозовых явлений, а также серьезных помех в работе управляющих и следящих устройств. Условия образования зародышей жидкой фазы весьма важны для метеорологии, для искусственного дождевания, во всех технологических процессах, связанных с конденсацией паров. [c.291] В отличие от золей, находящихся в растворе электролита, заряд на частицах аэрозолей является случайной величиной, определяемой, главным образом, захватом ионов газов из атмосферы частицами аэрозолей. Таким образом, частицы одинаковых размеров и одного состава могут иметь различные по величине (и даже по знаку) заряды, изменяющиеся во времени совершенно случайно, и характеризовать электрическое состояние частиц аэрозолей можно только статистическими методами. [c.291] Чему равен среднестатистический заряд частицы Для его оценки нужно рассмотреть флуктуацию, приводящую к образованию заряда отдельной частицы. [c.291] Вероятность такой флуктуации, согласно Эйнштейну (см. [4, с. 284]), описывается выражением == ехр(—Л/АГ), где А — работа заряжения частицы против сил электростатического отталкивания к — константа Больцмана. [c.291] Эта работа, как известно из электростатики, равна А = дф/2, где ц — заряд частицы ф — потенциал. [c.291] Статистическое рассмотрение является сильно упрощенным, особенно для полярных жидкостей, где величина заряда определяется в основном поверхностной ориентацией диполей. Для границы вода — воздух измерения разности потенциалов, обусловленной этой ориентацией, не привели к однозначным результатам. По оценке Фрумкина, для этой границы Дф = 0,25 В. [c.292] При возникновении аэрозолей в процессах диспергирования следует учесть также баллоэлектрический эффект, связанный с разрывом ДЭС и неравномерным распределением зарядов на дочерних капельках. Опыт показывает, что крупные и мелкие капли приобретают при разрыве заряды различных знаков. [c.292] Рассмотрим теперь электрические процессы, протекающие в больших объемах аэрозоля, частицы которого приобрели заряды одннм из указанных способов, например, вследствие ориентации полярных молекул жидкой фазы. [c.292] Оседание заряженных частиц приводит к возникновению потенциала оседания, иначе говоря, электрического поля в вертикальном направлении. Оседающие капли создают конвективный электрический ток равный / = дуй, где V — число капель в единице объема и — линейная скорость. [c.292] Сила трения равна силе тяжести за вычетом электрической силы дХ, противодействующей оседанию 6лr ru — mg — дХ, где т — масса капли. [c.292] Расчеты по уравнению (XV. 7) показывают [4], что в атмосфере при оседании капелек возникают большие поля — десятки кВ/м Эти огромные величины по порядку близки к наблюдаемым. В ре альных условиях скорость седиментации может быть усилена кон векцией, связанной с ветром и нисходящими воздушными тече ниями в этих условиях легко достигается напряженность пол А 300 В/см, отвечающая пробою воздуха (диэлектрика) — молнии. [c.292] Явления, происходящие в камере Вильсона, показывают, чтс радиоактивная частица, проходящая через пересыщенный пар оставляет видимый трек (след), образованный жидкими капелька ми аэрозоля (тумана). Прохождение частицы с высокой энергие вызывает ионизацию, облегчающую образование зародышей, ко торое в обычных условиях затруднено в связи с большой величино давления пара над малыми каплями. [c.292] Из уравнения (XV. 8) видно, что величина о на границе капли с воздухом (паром) резко уменьшается с ростом д, в соответствии с теорией электрокапиллярных явлений (см. гл. XII), разработанной на основе тех же фундаментальных уравнений. [c.293] Зависимость р от г графически изображается согласно уравнению (XV. 9) кривой с максимумом (рис. XV. 7). Для крупных кашель, если г- оо, из (XV.9) следует р- -ро, так же, как для незаряженных капель, но при г О, р- 6 ( ), тогда как для незаряженных р- оо [согласно (V.44)]. Таким образом, очень малые заряженные капли должны не испаряться, а, наоборот, расти, вследствие конденсации на них пара, поскольку давление над ними меньше, чем в окружающей среде. [c.293] Поэтому в атмосфере слегка пересыщенного пара (р ро) будет происходить самопроизвольное образование подзародышей жидкой фазы и самопроизвольный рост их до величины Г], отвечающей равновесному давлению Р[. Для дальнейшего роста необходима флуктуация с образованием зародыша радиусом г который может уже расти самопроизвольно и неограниченно, поскольку р, над ним меньше р1 в окружающей среде во всей области размеров капли до г- -оо. [c.293] При давлении пересыщеннного пара ртах, отвечающем максимуму кривой р—г [по (XV. 9)] или превышающем ртах, капля растет самопроизвольно во всей области от / = О до г = оо в процессе конденсации, поскольку при всех значениях г р, с р в окружающей среде. Эти условия осщуествляются в камере Вильсона и во многих случаях в атмосфере при грозовых разрядах. [c.293] Увеличение ионизации воздуха, способствующее образованию жидких зародышей и подзародышей, является перспективным направлением в разработке проблемы искусственного дождевания. [c.293] Весьма важна задача разрушения аэрозолей, связанная с практической борьбой с дымами, загрязняющими атмосферу, а также с пылью, возникающей в различных производственных процессах и при строительстве. В СССР ведется в настоящее время борьба с дымом и пылью на всех предприятиях, электростанциях, стройках и других объектах. Эти мероприятия основываются на различных методах фильтрации газов через пористые материалы или ткани, барботаже их через жидкость, адсорбции аэрозолей встречным потоком распыленной жидкости, осаждением аэрозолей, подвергнутых ионизации, в электрофильтрах (аппаратах Коттреля) и др. (см. гл. XVIII). [c.294] Исследование процессов возникновения, движения и разрушения аэрозолей с учетом электрических свойств дисперсной фазы имеет исключительно важное значение для многих практических приложений. [c.294] Вернуться к основной статье