Энергия взаимодействия жидкостей

Явление смачивания, приводящее к формированию краевого угла между жидкостью и твердой подложкой, лежит в основе механизмов, определяющих равновесие и кинетику влаги в пористых телах. Величина равновесного краевого угла 0о определяется полем поверхностных сил и энергией взаимодействия жидкости с твердой подложкой. Слабое взаимодействие ведет к несмачиванию, сильное —приводит к растеканию жидкости по поверхности, ее полному смачиванию. [c.210]

УСТОЙЧИВОСТЬ ТОНКИХ СЛОЕВ ЖИДКОСТИ и ЭНЕРГИЯ ВЗАИМОДЕЙСТВИЯ МЕЖДУ ПОВЕРХНОСТЬЮ ДВУХ ТЕЛ [c.269]

Теория Е. М. Лифшица показывает, что при компактном распо-ложении молекул, имеющем место в твердых телах и жидкостях, энергию взаимодействия нельзя вычислять простым суммированием энергии взаимодействия отдельных пар молекул вследствие отсутствия аддитивности молекулярных взаимодействий. Тем. не менее сила притяжения между двумя пластинками зависит от расстояния А так же, как это показано в формуле (IX, 26), однако константа А получает по Е. М. Лифшицу другое выражение. Е. М. Лифшиц связал значение этой константы с оптическими [c.271]

В смеси двух жидкостей А и В, состоящих из молекул с малополярными ковалентными, связями, энергия взаимодействия частиц А и В не будет существенно отличаться от энергин взаимодействия между частицами А и А или частицами В и В. Поэтому различные жидкости с ковалентной связью в молекулах обычно неограниченно растворяются друг в друге. По этой же причине и молекулярные кристаллы обычно хорошо растворяются в таких жидкостях. Например, растворимость толуола в бензоле не ограничена, а кристаллический нафталин хорошо растворим в неполярных жидкостях. [c.235]

При полном отсутствии взаимодействия жидкость — поверхность (1Уд = 0) краевой угол равен 180°. Однако, поскольку между телами любой природы всегда действуют молекулярные силы притяжения, работа адгезии всегда положительна, и краевой угол всегда меньше 180°. С ростом энергии взаимодействия жидкость — твердое тело краевой угол уменьшается и при ТУд 1 с становится равен нулю, что соответствует растеканию жидкости по поверхности. Значения углов смачивания для воды на некоторых поверхностях приведены в табл. 6.7. [c.327]

Расстояние между атомами различных молекул лимитируется силами отталкивания (контакты Ван-дер-Ваальса) это обусловливает в соединениях включения большую энергию взаимодействия, чем в жидкости, благодаря тому, что таких контактов много. [c.77]

В этой главе детально рассмотрена проблема получения информации о межмолекулярных силах из экспериментальных данных по вириальным коэффициентам (и коэффициенту Джоуля— Томсона). На основании самых общих наблюдений в отношении межмолекулярных сил можно сделать несколько качественных замечаний. Во-первых, тот факт, что газы конденсируются в жидкости, позволяет сделать предположение о существовании сил притяжения между молекулами на больших расстояниях. Во-вторых, очень сильное сопротивление жидкостей сжатию свидетельствует о том, что на небольших расстояниях действуют силы отталкивания, резко изменяющиеся с расстоянием. При условии парной аддитивности сил можно ожидать, что потенциальная энергия взаимодействия между двумя молекулами изменяется таким образом, как показано на фиг. 4.1. [Эта потенциальная энергия может зависеть также от ориентации, если молекулы не являются сферически симметричными, а в некоторых случаях иметь отклонения (на фиг. 4.1 не показаны), которые несущественны для общего рассмотрения.] Квантовая механика дает обширную информацию о форме кривой потенциальной энергии, однако точные расчеты на основании этой информации не всегда возможны. Не рассматривая эту дополнительную информацию, поставим перед собой следующий вопрос возможно ли в принципе однозначное определение межмолекулярной потенциальной энергии, если известна зависимость второго вириального коэффициента от температуры Этот вопрос был рассмотрен Келлером и Зумино [1] (см. также работу Фриша и Хелфанда [2]), которые нашли, что только положительная ветвь и г) определяется однозначно [2а], а отрицательная часть (потенциальная яма) может быть известна лишь частично, т. е. определяется ширина ямы как функция ее глубины. Таким образом, потенциальная яма на фиг. 4.1 может быть произвольно смещена вдоль оси г без изменения В Т), если ее ширина не изменяется при смещении. Поэтому для температур, при которых положительная ветвь ы(г) не дает большого вклада в В Т), значения В Т) будут определяться почти одинаково хорошо [c.168]

Это уравнение связывает капиллярное давление мениска Р/1 с шириной щели Н и толщиной пленок к, зависящей, в свою очередь, от П = Р. Здесь g h,H) и О (Я) — избыточные удельные свободные энергии взаимодействия участков щели, покрытых пленками 1 (рис. 1.7) и заполненных жидкостью 2, соответственно. Для расчетов ё Ь,Н) и С (Я) используются изотермы смачивающих пленок П(/г) и изотермы расклинивающего дав- [c.18]

Так как величина а,г трудно определима, то для точного расчета движущей силы вторичного зародышеобразования удобнее пользоваться расчетом энергии по формуле (1.370). Причем составляющие энергии взаимодействия могут иметь различные порядки для жидкости и газа. Так, в газе возникает неравновесная электрическая составляющая [87, 90], которая на несколько порядков превышает молекулярную составляющую. Наоборот, если отрыв происходит в жидкой среде, двойной слой может разряжаться настолько быстро, что электрическая составляющая адгезии будет иметь умеренную величину [87, 90]. [c.108]

Формулы (41.1)—(41.3) пригодны для расчета энергии в молекулярных кристаллах, где положение молекул фиксировано ((/ор кТ). В газах и жидкостях, в растворах и на поверхности (адсорбция) тепловое движение расстраивает ориентацию молекул (б/ р <к кТ). Усредняя энергию взаимодействия по всем возможным ориентациям с учетом теплового движения, получаем формулу для молекул с одинаковыми диполями [c.133]

Обычно в экстракторах для создания возможно большей поверхности контакта фаз и, соответственно, для увеличения скорости массопередачи одна из жидкостей (дисперсная фаза) распределяется в другой жидкости (сплошная фаза) в виде капель. В зависимости от источника энергии, используемой для диспергирования одной фазы в другой и перемешивания фаз, экстракторы каждой из указанных выше групп могут быть подразделены на аппараты, в которых диспергирование осу-н ествляется за счет собственной энергии потоков (без введения дополнительной энергии извне), и аппараты с введением внешней энергии во взаимодействующие жидкости. Эта энергия подводится посредством механических мешалок, сообщения колебаний определенной амплитуды и частоты (пульсаций или вибраций), путем проведения экстракции в поле центробежных сил и другими способами. [c.538]

Уравнение (ХХУП. 3) точно применимо к разреженным газам и приближенно справедливо в случае мало- или неполярных жидкостей, не применимо к жидкостям с высокой диэлектрической проницаемостью, так как не учитывает энергий взаимодействий близких молекул. [c.316]

Средней кинетической энергии молекулы жидкости вполне хватает, чтобы совершать перескоки из одного положения равновесия в другое, но этой энергии явно недостаточно для того, чтобы полностью преодолеть силы взаимодействия окружающих молекул. Из жидкости вырывается лишь небольшое число наиболее быстрых молекул (процесс испарения). Вследствие этого молекулы в жидкости в отличие от газов располагаются очень близко друг к другу. В большинстве случаев в жидкостях среднее расстояние между отдельными молекулами равно примерно 30 нм, а радиус силы межмолекулярного взаимодействия молекулы равен примерно 10 нм. Таким образом, тепловые движения молекул жидкости не выходят за пределы действия когезионных сил, поэтому жидкости имеют постоянный объем. [c.38]

Возвращаясь к рассмотрению тонкого слоя жидкости толщиной 2хо, расположенного между двумя одинаковыми пластинками, изобразил графически зависимость от половинной толщины слоя Хп энергии взаимодействия i/м + вычисленной исходя из строгой теории при условии постоянства потенциала фо = 100 мВ (рис. 1Х/5). Показанные кривые относятся к различным значениям концентрации раствора электролита. При малой концентрации, электролита (кривая 1) почти при всех значениях толщины слоя превышает отталкивание и только при малых значениях толщины наблюдается результирующее притяжение, которое достигает максимума при некоторой малой толщине. При средней концентрации электролита (кривая 2) потенциальный барьер сдвиг ается [c.275]

Неподвижная жидкая фаза. Влияние природы жидкой фазы и природы разделяемых веществ на хроматографическое разделение. Шкала полярности жидких фаз. Влияние энергии взаимодействия и изменения энтропии при растворении. Роль геометрии разделяемых молекул и молекул или макромолекул неподвижной жидкости. Роль упругости пара и коэффициента активности раствора в разделении смесей. [c.297]

В любой жидкости имеются силы межмолекулярного взаимодействия. Поэтому идеальным считается такой раствор, в котором одинаковы взаимодействия как между молекулами одного вида, так и между молекулами разных видов, т. е. раствор, в котором Еаа=Еав=Бвв, где Е — энергия взаимодействия между молекулами разного сорта. Отсюда следует, что образования идеального раствора можно ожидать при смешении веществ, мало отличающихся по физико-химическим свойствам, например при смешении веществ, различающихся только изотопным составом или являющихся стереоизомерами. [c.113]

В полярной жидкости положение энергетических уровней электронов зависит не только от взаимодействия их с ядрами ионов, но и от взаимодействия с диполями среды, т. е. от поляризации растворителя. Диполи растворителя участвуют в тепловом движении, а потому происходят флуктуации поляризации растворителя и соответствующие флуктуации энергии взаимодействия электрона со средой. При определенной конфигурации диполей растворителя энергетические уровни электронов в ионах А и В выравниваются, принцип Франка — Кондона выполняется и возможен перескок электрона от одного иона к другому. [c.86]

Формулы (13.19) и (13.20) пригодны для расчета энергии в молекулярных кристаллах, где положение молекул фиксировано. В газах, жидкостях и растворах тепловое движение нарушает ориентацию молекул. Усредняя энергию взаимодействия по всем возможным ориентациям с учетом теплового движения, получают формулу [c.236]

Второе направление является полуэмпирическим. Его цель состоит в том, чтобы связать различные опытные характеристики жидкостей. Наконец, третье направление заключается в полном статистическом расчете, в котором используются лишь данные об энергии взаимодействия молекул. Эти данные получают либо на основе учения о строении вещества, либо из результатов измерений каких-либо свойств жидкости. Успехи этого последнего направления в развитии теории жидкости существенно связаны с применением электронно-вычислительных машин. Для построения моделей жидкости и выбора основных опытных характеристик жидкости целесообразно рассмотреть особенности жидкого состояния. [c.284]

Функции распределения, описывающие среднее расположение атомов, позволяют рассчитать термодинамические характеристики жидкости, если известна энергия взаимодействия двух молекул как функция расстояния е (г). [c.290]

Если в ковалентную жидкость В ввести однотипные молекулы А, то энергия взаимодействия и частиц А и В не будет существенно отличаться от энергии взаимодействия между частицами А и А или частицами В и В. Поэтому подобно тому как смешиваются любые количества одного и того же вещества, будут неограниченно растворяться друг в друге также и различные ковалентные жидкости. По этой причине и молекулярные кристаллы обычно хорошо [c.149]

Глубина потенциальной ямы (ван-дер-ва-альсова энергия взаимодействия на равновесном расстоянии Sq) мала 1 5 кДж/моль ( в 100 раз меньше энергии химической связи), равновесное расстояние между центрами молекул в жидкости или кристалле 3 10 — 5 10" м ( 3 н- 5 A) значительно превышает межъядерное расстояние в молекулах. Однако китайской стены между химическим и ван-дер-ваальсовым взаимодействием нет, природа взаимодействия одна и та же, электрическая. Аналитическое выражение для потенциальной кривой межмолекулярного взаимодействия (рис. 62) имеет вид [c.135]

Эмульгирующий агент химический состав, потенциальная энергия взаимодействия между каплями концентрация и растворимость сплошной и дисперсной фаз, тип эмульсии, инверсия эмульсии, солюбилизация жидких фаз в мицеллах толщина пленки, адсорбированной на каплях, и ее реологические свойства, деформация капель при сдвиге циркуляция жидкости внутри капель электровязкостный эффект. [c.12]

Другой принципиальный подход к оценке эффективности улавливания частиц основан на учете относительной скорости капли и газов непосредственно после освобождения капли в горловине трубы Вентури и ее разгона. Однако этот подход тоже не давал возможности вывести соотношение, которое можно применить к оценке эффективности скрубберов Вентури. В общих чертах очевидным является тот факт, что эффективное скруббирование непосредственно влияет на количество энергии, потребляемой в процессе очистки. Перепад кинетической энергии Д к при взаимодействии жидкости с газами может быть вычислен по формуле [c.418]

Следует отметить, что русские ученые разработали альтернативный путь для вычисления взаимодействия диэлектриков (Лившиц, 1955, 1956 Дзиазлошинский и др., 1960). Использование этого метода для вычисления энергий взаимодействия коллоидных частиц требует знаний диэлектрических свойств в пределах широкой области частот — данных, которые отсутствуют в настоящее время для многих веществ. Поэтому химики-коллоидники вынуждены прибегать к грубым приближениям, предлагаемым теорией Лондона. Однако эта теория разработана довольно хорошо в применении к дальнедействующим силам между отшлифованными поверхностями, поверхностной энергии неполярных жидкостей и энергии адсорбции простых неполярных молекул на твердых телах — например, бензол на графите (Киселев, 1965). Можно с уверенностью предположить, что эта теория дает правильный порядок величины энергии взаимодействия коллоидных частиц. [c.95]

ИзучеЕ1ие эффектов ассоциации одноименных (пар-твердый конденсат) или разноименных (пар-газ) молекул привело к получению соответствующих зависимостей, Показано, что при конденсации пара в жидкость из парогазовых смесей скорость конденсации резко уменьшается с повышением содержания газа. Рассмотрение процесса конденсации во всей его сложности с учетом молекулярных взаимодействий дает возможность выявить особенности конденсации как в жидкое, так и твердое состояние. Общим является то, что обмен энергией между частицами в объеме и на поверхности происходит в состоянии ассоциации. Можно предположить, что фазовые превращения, например пар-жидкий конденсат, будут растянуты во времени, так как некоторое повышение температуры смеси при конденсации может привести к разрушению только образовавшихся кристаллических решеток за счет собственной энергии фазового превращения. У определенной части молекул кинетическая энергия может становиться больше потенциальной энергии взаимодействия, и эта часть молекул вновь испаряется с поверхности конденсации. В этих случаях процесс теплообмена по физической сущности представляет собой обмен энергией между частицами, находящимися в различном энергетическом состоянии. Такой обмен энергией между частицами обычно называют переносом тепла. При конвективном теплообмене поток тепла вызывается наличием градиента температуры. Однако даже при отсутствии температурного градиента за счет хаотического теплового движения молекул среды непрерывно происходит хаотический перенос тепла. [c.100]

На взаимную растворимость жидкостей при постоянных температуре и давлении влияют посторонние примеси. Растворимость тем больше, чем слабее межмолекулярные силы между одноименными молекулами, ее можно повысить при увеличении энергии взаимодействия между разноименными молекулами. В системе н-СбНи—СНзОН метанол сильно ассоциирован при комнатной температуре, поэтому взаимная растворимость компонентов мала и заметно повышается с ростом температуры в результате распада ассоциатов метанола. Ассоциацию СН3ОН можно изменять, добавляя небольшое количество третьего компонента, который не взаимодействует с гексаном. Так, при добавлении небольших количеств воды ассоциация метанола усиливается, а при добавлении бензола ослабляется. В зависимости от этого повышается или понижается критическая температура расслоения системы. [c.79]

Растворение атермическое и сопровождается возрастанием энтропии. Это наблюдается, например, при растворении полимера в соответствующем ему гидрированном мономере (полиизобутилена в изооктане, поливинилацетата в этилаце-тате и др.). Как известно, величина ДЯсм = Д/7см + рД см характеризует изменение внутренней энергии (Д1/с )и изменение объема (ДУсм) системы при растворении. Поэтому условие ДЯсм = О обычно означает, что и энергия взаимодействия, и средняя плотность упаковки молекул при растворении полимера в низкомолекулярной жидкости не изменяются по сравнению с исходными компонентами. [c.84]

Межмолекулярный потенциал представляет сложную функцию расстояний между молекулами и зависит от расположения, строения и состава. Современная теория межмолекулярного взаимодействия не завершена и не обеспечивает получения строгих количественных соотношений, выражающих зависимость энергии взаимодействия от молекулярных характеристик и строения жидкости. Поэтому при расчете межмолекулярного потенциала используют эмпирические и полуэм-пирические уравнения. Межмолекулярное взаимодействие рассматривается как сумма эффектов взаимодействий двух, трех, четырех, пяти н шести. молекул. Для парных взаимодействий межмолекулярный [c.230]

Известно, что силы, действующие между ковалентными молекулами, обычно иеспецифичны и для малополярных молекул невелики. В смеси двух жидкостей А и В, состоящих из молекул с малополярными ковалентными связями, энергия взаимодействия частиц А и В существенно не отличается от энергии взаимодействия между частицами А и А или частицами В и В. Поэтому различные жидкие вещества с ковалентной связью в молекулах обычно неограниченно растворяются друг в друге. По этой же причине молекулярные кристаллы также хорошо растворяются в таких жидкостях. Например, растворимость толуола в бензоле ие ограничена, а кристаллический на(рталин хорошо растворим в неполярных жидкостях. [c.251]

Молекулярные кристаллы образуются из атомов или молекул, которые удерживаются в кристалле вандерва-альсовыми взаимодействиями или водородными связями. На рис. 50 для иллюстрации приведена структура молекулярного кристалла I а. Молекулы иода располагаются так, что их центры масс занимают вершины прямоугольного параллелепипеда и центры граней, причем в решетке существуют две различные ориентации молекул иода. Так же как и в случае жидкости, полуколичественной мерой энергии взаимодействия между частицами в кристалле является температура, при которой происходит изменение агрегатного состояния, в данном случае температура плавления. Молекулярные кристаллы, в которых частицы удерживаются слабыми нековалентными взаимодействиями, характеризуются невысокими температурами плавления. [c.117]

Формулы (49.1) — (49.3) справедливы для расчета энергии ориентационного взаимодействия тогда, когда тепловое движение не расстраивает ориентацию молекул, т.е. когда С/ор>кТ. Поэтому они пригодны для расчета энергии в молекулярных кристаллах, где положение молекул фиксировано. В газах и жидкостях, в растворах и на поверхности (адсорбция) тепловое движение приводат к всевозможным ориентациям молекул. Усредняя энергию взаимодействия по всем возможным ориентациям с учетом теплового движения, получаем формулу для молекул с одинаковыми диполями [c.256]

Для полярных молекул ориентационный вклад в энергию межмолекулярного взаимодействия жидкостей можно оценить, не зная конктретных расстояний между молекулами. В полярном диэлектрике на молекулу действует эффективное поле, создаваемое всеми остальными молекулами эфф.Понижение энергии для одного моля частиц при этом [c.256]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология