Физические законы, характер

Жидкие растворы по своей природе, свойствам, характеру взаимодействий между частицами очень разнообразны, в связи с чем трудно создать единую количественную теорию, описывающую поведение различных растворов в широкой области концентраций. Наука о растворах —одна из наиболее старых областей естествознания, в развитие которой сделан вклад многими исследователями. В ходе развития учения о растворах были высказаны две точки зрения на природу растворов —физическая и химическая. Физическая теория растворов, возникшая главным образом на основе трудов Вант-Гоффа, Аррениуса и Оствальда, опиралась на экспериментальное изучение коллигативных свойств разбавленных растворов (осмотическое давление, новышение температуры кипения, понижение температуры замерзания раствора и т. п.), зависящих главным образом от концентрации растворенного вещества, а не от его природы. Количественные законы (законы Вант-Гоффа, Рауля) были открыты в предположении, что в разбавленных растворах молекулы растворенного вещества подобны молекулам идеального газа. Отступления от этих законов, наблюдаемые для растворов электролитов, были объяснены на основе теории электролитической диссоциации Аррениуса. Простота представлений физической теории и успешное применение ее как для объяснения свойств растворов электролитов, так и для количественного изучения электрической проводимости растворов обеспечили быстрый успех этой теории. Химическая теория растворов, созданная преимущественно Менделеевым и его последователями, рассматривала процесс образования раствора как разновидность химического процесса, характеризующегося взаимодействием частиц смешивающихся компонентов. Менделеев рассматривал растворы как системы, образованные частицами растворителя, растворенного вещества и неустойчивых химических соединений, которые образуются между ними и находятся в состоянии частичной диссоциации. В классических трудах Менделеева четко сформулированы основные положения теории растворов. Менделеев указывал на необходимость использования всей суммы химических и физических сведений о свойствах частиц, [c.344]

О2, Н2О приводит к увеличению диссоциации водяного пара, сопровождающейся поглощением тепла. Однако принцип Ле-Шателье не имеет общего характера. Он был предложен как аксиома, не опирающаяся на какой-либо определенный физический закон. Применение принципа Ле-Шателье в некоторых случаях может привести к ошибочным утверждениям. [c.56]

Важным представлением, развиваемым в данной главе, является то, что законы выводятся из экспериментальных измерений, тогда как теории-это модели, развиваемые для объяснения законов и выдвижения новых предсказаний. При обсуждении этой главы можно также обратить внимание на идеализированный характер физических законов и ограничения их применимости в реальных ситуациях. [c.570]

Здесь для качественного рассмотрения может быть использован упоминавшийся в предыдущем параграфе принцип Ле-Шателье. Например, повышение температуры равновесной смеси газов Н2, О2, Н2О приводит к увеличению диссоциации водяного пара, сопровождающейся поглощением тепла. Однако принцип Ле-Шателье не имеет общего характера. Он был предложен как аксиома, не опирающаяся на какой-либо определенный физический закон. Применение принципа Ле-Шателье в некоторых случаях может привести к ошибочным утверждениям. [c.72]

Любопытно, что закономерности для кинетики и равновесия адсорбции на неоднородных поверхностях в теории Рогинского имеют очень много формального сходства. Если в формулах, выведенных для равновесия, заменить Ьд на Ад и р на г, то получаются соответствующие уравнения для кинетики. Это говорит о том, что в процессах, контролируемых величинами, не имеющими определенного значения, а распределяющимися по какому-либо статистическому закону, характер последнего оказывает столь сильное влияние на процесс, что может стать определяющим фактором. Иными словами, вид наблюдаемой закономерности обусловлен видом функции распределения, а не физическими особенностями процесса. [c.219]

Указанные пределы изменения диаметров макрочастиц перекрываются с интервалом длин волн ИК-излучения (2,5— 15 мкм), поэтому последнее, в силу известного физического закона, должно рассеиваться при прохождении сквозь растворы (пленки, таблетки) ВМС. Коэффициенты рассеяния в каждом узком интервале длин волн тесно связаны с количеством присутствующих в системе частиц соответствующего размера и потому меняются при переходе от одного участка ИК-спектра к другому. Следовательно, и соотношения полос в ИК-спектрах, и интегральная интенсивность каждой полосы зависят от распределения частиц в анализируемом растворе. Без учета этого фактора из ИК-снектров ВМС нефти нельзя извлечь точную количественную информацию. Взаимосвязи между распределением частиц и характером дифракции излучения в рассматриваемых системах не изучены, поэтому от использования данных ИК-спектро-метрии для количественного структурного анализа нефтяных ВМС надо воздерживаться, пока не будут найдены либо условия съемки спектров, позволяющие устранить дифракционные эффекты, либо приемлемые способы их учета. [c.190]

Основной характеристикой нагревательного прибора служит мощность, необходимая для поддержания в нем определенной температуры. Эта мощность зависит от очень многих переменных размеров и формы рабочего пространства, расположения нагревателя, устройства тепловой изоляции, нагрузки прибора нагреваемыми предметами, положения прибора в рабочем помещении, условий среды и т. п. Этих факторов так много, что полный теоретический расчет, основанный ка физических законах и материальных константах, становится чрезвычайно сложным. Поэтому нагревательные приборы обычно конструируют на основании данных, полученных при практической проверке приборов разных типов и конструкций. В табл. 30 и 31 приведены данные об удельной мощности различных нагревательных приборов в зависимости от их рабочей температуры и характера тепловой изоляции. Подобные данные приведены также при описании типичных приборов. Понятно, что при отсутствии стандартных способов изготовления лабораторных приборов эти данные имеют приблизительное значение. [c.114]

В соответствии с двумя основными классами изучаемых веществ химия делится на неорганическую и органическую, Исследование химических объектов и явлений при помощи физических законов и методов лежит в основе физической химии. На границе между химией и биологией развиваются биохимия и молекулярная биология, изучающие химические соединения и их превращения в живых организмах на границе химии с геологией — геохимия — наука о поведении химических элементов в земной коре. В связи с широким прикладным значением методов химического анализа, применяемого во всех отраслях химии и химической промышленности, самостоятельный характер приобрела аналитическая химия. [c.3]

В зависимости от характера связей между параметрами процесса или его физической модели математическое описание может быть представлено в виде алгебраических, дифференциальных или интегрально-дифференциальных уравнений. Для иллюстрации напомним, что дифференциальное уравнение теплопроводности, полученное на основе закона сохранения и закономерности переноса тепла, является математическим описанием класса явлений теплопроводности. Если схематизировать какой-нибудь отдельный случай теплопроводности, сфор" мулировать краевые условия и решить полученную замкнутую систему уравнений, то в результате мы будем иметь математическую модель рассматриваемого конкретного случая теплопроводности. В тех случаях когда для решения системы уравнений применяются вычислительные машины, математическое описание по существу уже является и математической моделью. [c.16]

Тем не менее книга Глесстона не лишена и существенных недостатков. Основным недостатком книги является идеалистическое истолкование некоторых физических законов. В связи с этим, редактором даны в соответствующих местах примечания. Существенным недостатком является также слишком малое количество фактического цифрового материала, приводимого в книге. Имеющиеся в книге немногочисленные таблицы носят, в основном, иллюстративный, а не справочный характер и содержат очень мало цифровых данных. В тексте полностью [c.6]

Геометрические образы химических соединений на диаграммах плавкости двойных систем. К нахождению форм геометрических образов химических соединений можно подойти из общих принципов физико-химического анализа, принимая во внимание физические законы, регламентирующие характер изменения ликвидуса от состава системы. Наиболее общая физическая закономерность, описывающая изменение ликвидуса в двойной системе, вытекает из закона Рауля и выражается уравнением Ван-Лаара (VI —19). При анализе последнего было показано, что в системах с твердыми растворами, а это наиболее общий случай кристаллизации твердых фаз из расплавов и растворов, кривая лик- [c.261]

Установление статистического характера второго закона термодинамики является великой заслугой Л. Больцмана, объяснившего таким путем противоречие между обратимостью механического движения и необратимостью и направленностью реальных физических и химических процессов эта направленность является следствием молекулярного строения материального мира. [c.106]

Получив необходимое физическое обоснование, периодический закон предстал перед нами не только как химический, но и как физический закон. Однако нельзя забывать, что пока вскрыт только физический смысл периодического закона более глубокое физическое обоснование и тем более математическая интерпретация пока не найдены. Еще открыто широкое поле деятельности для выявления эмпирических зависимостей между различными свойствами элементов (простых веществ и соединений) и различными характеристиками, описывающими строение атома или характер химической связи (от заряда ядра до электроотрицательности ) . [c.216]

ХАРАКТЕР ФИЗИЧЕСКИХ ЗАКОНОВ [c.11]

В настоящей главе мы еще раз принимаемся за обсуждение чисто упругого поведения каучука и начнем его с того места, на котором мы остановились в гл. VII. После того как мы установили основные физические законы упругости каучукоподобных материалов, нашей дальнейшей целью является построение математических методов решения частных задач, с которыми сталкиваются при техническом применении каучука. В книге такого характера, как эта, было бы неуместно подробно обсуждать математические методы поэтому мы ограничимся несколькими избранными примерами типичных задач, успешно разрешенных. Этого будет достаточно, чтобы дать некоторое представление [c.218]

Таким образом, использование метода подобия предполагает наличие математического описания изучаемого процесса. Между тем, при пользовании методом размерностей, наличие математического описания, как мы видели, не обязательно, достаточно иметь перечень величин, существенных для изучаемого процесса. Конечно, математическое описание процесса содержит более подробную информацию о процессе, чем просто перечень существенных величин. Именно поэтому с помощью метода подобия можно более полно проанализировать процесс, выявить влияние отдельных эффектов, рассмотреть предельные случаи. К тому же такой анализ отличается наглядностью и простотой. Естественно, что оба метода, примененные к одной и той же задаче (математическое описание которой известно), дают одинаковые результаты. Это и понятно, так как в основе математического описания и построения системы единиц измерения лежат одни и те же физические законы. Однако эффективность того или другого метода зависит от характера изучаемой задачи. [c.32]

Предсказуемое будущее развития естественных наук свидетельствует об ожидаемом расцвете в следующем столетии наук о жизни. Важное место среди них занимает биологическая физика. Являясь преимущественно биологической наукой, поскольку основной объект исследования представляет собой живой организм, биофизика в полной мере использует универсальный характер основных физических законов и строгость математических подходов при изучении процессов жизнедеятельности. С учетом этого биофизика может быть определена как наука о наиболее простых и фундаментальных взаимодействиях, лежащих в основе биологических явлений. [c.5]

Физические законы весьма многочисленны. Подобно химическим законам, они формулируют на количественной основе зависимости, которые могут быть представлены в математическом виде и как таковые позволяют предсказывать различные -явления. Предсказание может носить детерминированный или вероятностный характер, но оно всегда должно оставаться в строго определенных границах. [c.20]

В теоретической биологии складывается противоположная традиция пассивные механизмы относятся к системам управления. Термин пассивная система управления введен У. Р. Эшби 259] и вошел в учебники по теории управления для биологов 130]. Пассивный характер управления в живых системах означает, что если заданы всеобщие химические и физические законы, а также компоненты и организация живой системы..., то для поддержания стационарного состояния или возникновения характерных ответов системы не требуется какой-либо метаболической работы [216, стр. 15]. [c.24]

Итак, простые и ясные физические идеи, составляющие содержание общих физических законов, предстают перед нами в форме чрезвычайно сложных уравнений потому, что простота исходных представлений неизбежно теряется при переходе к первоначальным величинам, в которых должны быть составлены основные уравнения задачи. Простые, понятные по своему физическому смыслу, связи между первоначальными величинами можно установить только в самых элементарных случаях. При рассмотрении задач, типичных для современного уровня знаний, складывается гораздо менее благоприятная обстановка. Исследуемые физические эффекты могут быть представлены только в форме дифференциальных (или еще более сложных) выражений, и именно эти выражения связываются между собой при построении основных уравнений задачи. Конечно, полученные уравнения содержат определенный объем знаний о характере зависимостей между интересующими нас переменными. Но выражены эти знания в такой форме, что непосредственно никаких заключений о конкретных соотношениях между переменными сделать невозможно. [c.17]

Второе начало термодинамики — это общий закон природы, действие которого простирается на самые разные системы. Второе начало термодинамики носит статистический характер и применимо только к системам из большого числа частиц, т. е. таким, поведение которых подчиняется законам статистики. Второе начало получает более полное физическое разъяснение в статистической термодинамике. [c.109]

Одновременно на рис. I. 3 нанесены значения в зависимости от ё для некоторых неупорядоченных структур, полученные при математических и физических экспериментах. Эти точки также оказались близки к нашей усредненной прямой, т. е. соотношение (I. 7) можно считать достаточно справедливым и для локальных значений е и Nk- Из-за линейного характера этой связи распределение флуктуаций порозности в насыпанном слое монодисперсных шаров так же должно подчиняться закону Гаусса [c.10]

В гл. I мы подчеркивали статистический характер структуры зернистого слоя, а так же то, что даже его основные характеристики — удельная поверхность а и порозность е — являются усредненными величинами с существенным разбросом от места к месту, т. е. флуктуациями. В разделе I. 4 указывалось, что эти флуктуации обусловлены, с одной стороны, дискретностью системы, состоящей из отдельных зерен, а с другой — макроскопическими неоднородностями укладки. Сами понятия о средних локальных значениях, например порозности е, имеют смысл лишь для достаточно представительных объемов V, содержащих сотни и более зерен. Однако и эти средние локальные характеристики подвержены макроскопическим флуктуациям. Физический и математический эксперимент указывают на то, что эти флуктуации подчиняются обычному статистическому закону Гаусса со средним относительным разбросом до 20% от определяемой величины [см. формулы (I. 6, а) и (1.6,6)]. [c.82]

После того как было установлено, что существуют два типа химических соединений, проблема стехиометрии твердых соединений, т. е. проблема применимости закона постоянства состава, казалось бы, должна была, наконец, найти свое разрешение. Однако для этого все еще не хватало общехимических данных, хотя в этой области уже был накоплен большой материал физико-химических исследований и существовало множество гипотез чисто физического характера. Надо отметить, что до определенного времени такое положение вещей не мешало заметным образом развитию соответствующих областей научных и технических знаний. Известно, что как ни относительны знания, они являются почвой для прогресса. Хотя даиные физико-химических исследований твердых веществ могут лишь отчасти отразить их природу, однако [c.165]

Теоретические обоснования и расчета ионных равновесий выполняют на основе различных химических и физических законов. Некоторые из этих законов используют при расчете равновесий применительно лишь к отдельным или комбинированным мето- дам анализа и исследования, например, закон светопоглощения — при рассмотрении равновесий в фотометрическом анализе, закон распределения вещества -между двумя иесмешивающимися жидкостями— в экстракции и т. д.. Применение этих законов более подробно будет рассмотрено в соответствующих разделах книги, а здесь мы отметим лишь те, которые имеют общий характер п пригодны для расчетов равновесий применительно к любым методам и разделам аналитической химии. [c.9]

Статистической эту теорию называют потому, что для изучения характера распределения ионов вокруг данного иона Дебай и Гюк-кель применили уравнение Больцмана, являющееся одной из основ статистической термодинамики. Мы не будем рассхматривать всю последовательность рассуждений, которые позволили связать коэффициент активности с составом раствора, а укажем лишь основные этапы и важнейшие физические законы, облегчившие решение этой задачи. [c.262]

Чем определяется это отличие Что позволяет живым системам задавать антиэнтропийный характер взаимодействия с внешней средой и тем самым избегать равновесия Шредингер отметил [25], что тенденция материи переходить к неупорядоченности связана со статистическим характером законов, физики. Однако, согласно Шредингеру, существует и другой тип физического закона — динамический . (Этому типу закона подчиняется, например, движение планет, работа часовога механизма и т. п.). Согласно Шредингеру, живая материя подчиняется именно динамическому типу физического закона. [c.12]

Совсем иначе обстоит дело с моделями многих процессов и явлений живой природы, хотя и в этих моделях языком описания часто служат дифференциальные уравнения. Уравнения этих моделей основаны не на физических законах (в части, касающейся трансформации субстанций) и не на уравнениях химических реакций, поскольку основа трансформаций, рассматриваемых на макроуровне, не описывается законами физики и не может быть описана точно на языке большого числа химических реакций. Эти трансформации (практически все) весьма сложны, и многие из них до сих пор не до конца изучены (Меншуткин, 1993). Основу уравнений экологических моделей составляют различные эмпирические закономерности, установленные в процессе изучения и обработки результатов наблюдений, и содержат в изобилии эмпирические зависимости и параметры. Так, для водных экологических систем многие экологические закономерности, полученные в работах Г. Г. Винберга (1960), А. Ф. Алимова (1989, 2000) и др., носят как теоретический, так и эмпирический характер. В этой связи, как отмечает В. В. Меншуткин (1993), попытки придать, например, уравнениям Лотки-Вольтерра (Свирежев, Елизаров, 1972), трактуемым как модели конкуренции за общие ресурсы или модели отношений хищник—жертва, такую же силу, как уравнениям механики сплошной среды, на практике не оправдывают себя. При использовании этих уравнений приходится делать многочисленные предположения и допущения, лишающие [c.175]

В последнее время интенсивно развиваются методы, основанные на идеях, заимствованных из статистической физики, которые позволяют учесть хаотичный характер расположения частиц. Начало использованию статистических методов в механике суспензий было положено Бюр-герсом [96]. Далее методы статистического осреднения были развиты в работах Тэма [113] и Бэтчелора [114-116]. На наш взгляд, наиболее законченную фюрму эти методы приобрели в работах Буевича с сотрудниками [ 96, 117-119] и Хинча [120]. Главная идея, лежащая в основе указанных методов, состоит в том, что законы сохранения и реологические соотношения, описывающие некоторое произвольное состояние системы частиц (конфигурацию расположения центров частиц), должны усредняться по ансамблю возможных состояний системы. Такой ансамбль полностью описьгаается функцией распределения P t, Сдг), которая представляет собой плотность вероятности конфигурации N частиц в ЗЖ-мерном фазовом пространстве, образованном компонентами радиус-векторов Р центров частиц jv = . При этом среднее значение локальной физической величины 0(t, r ), которая связана с точкой г дисперсной системы и определяется конфигурацией jV, дается выражением [c.69]

Чтобы дать наиболее ясное и отчетливое представление о процессе нефтеобразования как о едином целостном и непрерывном процессе, завершающемся образованием нефтяных месторождений и их последующим разрушением, может быть, следовало бы изложить содержание публикуемой ныне книги в несколько ином порядке, а именно накопление органогенного материала как первоначального источника для образования различного рода каустобиолитов, в том числе и нефти выяснение условий накопления органического материала углеводного и углеродного характера процессы изменения происхождения в той и другой группе органических остатков продукты этих изменений (различного рода битуминозные вещества, в том числе угли и нефть, а также битумы промежуточного характера) существо процессов битуминизации или нефтеобразования законы движения (миграции) нефти и образования подземных скоплений нефти или нефтяных месторождений гравитационная, или так называемая антиклинальная, теория структурные формы в земной коре, которым подчинены залежи нефти промышленного характера, литологическая характеристика пластов, их слагающих, и в особенности тех, которые являются коллекторами для нефти или нефтесодержащими пластами разрушение нефтяных месторождений и выходы нефти на дневную поверхность, что такое нефть каковы ее физические и химическпе свойства и какое значение они имеют при переработке нефти и при ее использовании как полезного ископаемого понятие о способах переработки нефти и о главнейших продуктах, которые из нее подучаются способы искусственного синтеза нефти и возникшие на их основе теории ее происхождения, критическая оценка этих теорий. [c.9]

Феноменологический состоит в изучении свойств взаимодействующих объектов системы путем анализа условий и количественных зависимостей превращений энергии, происходящих в системе. Этот подход не связан с какими-либо конкретными представлениями о внутреннем строении объектов системы, силах взаимодействия между ними и характере их движения. Подход макроскопичен от начала до конца и в его основе лежат некоторые априорно вводимые постулаты (начала или законы термодинамики), которые получены на основании громадной экспериментальной практики, не противоречат ни одному из известных физических явлений и обладают, таким образом, очень высокой степенью общности. Феноменологический [c.23]

Следует помнить также, что законы, рассматриваемые в физической. химии (как и другие законы естествознания), имеют характер объективных законов, описывающих явление. По мере развития науки открываются новые, неизвестные ранее законы бо.лее точно определяются пределы применимости ранее открытых законов в различных ус.товиях. Таким образом, любой из рассмят )и-ваемых нами законов только с той или другой степенью точности отражает яв.мение, а не управляет им. [c.22]

Поскольку процессам химической технологии свойственна де-терминированно-стохастическая природа (при этом детерминированная составляющая определяется фундаментальными законами физической химии), то стохастически составляющая по своей природе отражает нестационарность процессов, проявляющуюся в различном распределении элементов фаз по времени пребывания в аппарате, характеру распределения включений, по степени химического превращения, вязкости, плотности и другим физико-химическим свойствам. [c.9]

Вопрос о том, каки1м путем протекает химическая реакция, или, как теперь принято говорить, каков механизм реакции, — не нов, он был поставлен 80 лет назад в работах Вант-Гоффа и Аррениуса [216, 217]. Универсальный характер этой проблемы, ее необычайная теоретическая и практическая важность привели тому, что раздел физической химии, в котором изучаются законы химического превращения, выделился в самостоятельную науку, называемую химической кинетикой. При разрешении тех или иных задач в применении химической кинетики нуждаются теперь неорганическая, органическая, аналитическая и другие области химии. При помощи химической кинетики, соединенной с разнообразными физико-химическими методами исследований, удалось установить, что большинство химических рейк-ций протекает сложно — через ряд стадий, во время которых образуются промежуточные, неустойчивые химические формы, и число их часто бывает велико (цепные реакции, каталитические реакции и вообще циклические химические процессы). [c.160]

Таким образом, особый характер макрокинетики физикохимических процессов в МСС, является следствием непрерывного изменения химической и структурной природы системы в процессе ее наблюдения. Любые такие системы описываются законом типа у = ехр ( к I " ). Эти законы выполняются для всех относительно медленных физических и химических процессов. Это явление универсально для всех систе.м, если время эксперимента превышает время изменения последовательности структурно-энергетических состояний системы. Это возможно, когда система, в которой течет жидкость гит протекает реакция, изменяет свою природу. В быстрых процессах, если время эксперимента (наблюдения). меньше времени изменения состояния систелш, в которой развивается процесс, имеет место обычная кинетика. [c.41]

Физическая (общая) термодинамика носит теоретический характер и рассматривает наиболее общие законы препращеиия энергии. Техническая термодинамика изучает взаимные превращения теплоты и механической работы, происходящие в тепловых машинах. Химическая термодинамика рассматривает взаимные превращения различных форм энергии, сопровождающие химические реакции и фазовые переходы. Химическая термодинамика — один из основных способов исследования химических процессов. [c.44]

При изменении Р вязкость линейных полимеров (в частности, ПИБ) меняется по закону т1 = г оехр(—аР) (где т]о и а — константы), При а = 0 реализовалось бы ньютоновское течение, однако для полимеров обычно афО и течение, строго говоря, не является ньютоновским. Структурно-чувствительный параметр а обычно не зависит от Т, но возрастает с увеличением М полимера и при неизменном его химическом строении зависит от характера надмолекулярных образований. Снижение т], происходящее при увеличении Р, обусловлено разрушением элементов структуры полимеров. Так как среднее число микроблоков, играющих роль прочных физических узлов, с понижением М полимера непрерывно уменьшается, при определенных условиях течение уже не будет связано с их разрушением. Уменьшение ti с увеличением Р имеет максимальное значение при P-vO, так как dii/dP = —т]оаехр(—аР). [c.170]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология