Структура вещества давления

Существенные изменения претерпевает вещество при высоких внешних давлениях. Так, при давлениях порядка 10 —10 Па уменьшаются расстояния между атомами в кристаллической решетке, разрушаются химические связи. При этом создаются условия для возникновения новых связей, соответствующих более плотной кристаллической структуре вещества. Широко известными примерами подобного рода полиморфных превращений при сверхвысоком давлении является переход графита в алмаз, нитрида бора в боразон, кварца в новую модификацию (стишовит) с плотностью, на 60% большей, чем у природного кварца, и др. В настоящее время возможность таких полиморфных превращений начинает широко использоваться в технике для получения синтетических твердых и сверхтвердых веществ. [c.124]

Nv Суш ествуют правильные изменения барометрического коэффициента вязкости с изменением молекулярного веса, которое связано с химической структурой вещества. Это наводит на мысль, что при высоком давлении вязкость является, возможно, аддитивной функцией структуры. Вязкость нефти в резервуаре при постоянной температуре и давлении уменьшается с увеличением количества растворенных газов. [c.179]

Транспорт компонента разделяемой газовой смеси через пористую основу мембраны осуществляется одновременно несколькими механизмами переноса, в зависимости от структуры матрицы, свойств веществ и термодинамических параметров процесса. В общем случае движение компонентов смеси может вызываться конвективно-фильтрационным переносом, различного вида скольжениями вдоль поверхности пор, объемной диффузией, баро- и термодиффузией, кнудсеновской диффузией (эффузией), поверхностной диффузией, пленочным течением вследствии градиента расклинивающего давления, капиллярным переносом конденсированной фазы в анизотропных структурах. Вещество в порах скелета мембраны, как показано ранее, может находиться в виде объемной газовой фазы, капиллярной жидкости и адсорбированной пленки. Для каждого из этих состояний возможно несколько механизмов переноса, взаимосвязанных между собой. Не все виды переноса равнозначны по своему вкладу в результирующий поток веществу, поэтому при вычислении коэффициента проницаемости необходимо определить условия, при которых те или иные формы движения вещества являются доминирующими [З, 9, 10, 14—16]. [c.54]

Петер [47 ] исследовал связь между давлением паров и молекулярной структурой вещества, применив уравнение Ван-дер-Ваальса [c.60]

На концентрационные пределы воспламенения существенно влияют следующие факторы содержание кислорода, инертных и горючих примесей молекулярная масса и структура вещества начальная температура и давление смеси мощность источника зажигания турбулентность потока размеры сосуда и др. [c.195]

Оба метода нахождения энергии решетки — экспериментальный и теоретический — требуют данных, получение которых сопряжено с определенными трудностями. Так, для вычисления коэффициента Маделунга необходимо знать кристаллическую структуру вещества, которая определяется посредством сложной расшифровки рентгенограмм кристаллов, а также величину сжимаемости х, измерение которой связано с техникой высоких давлений, доступной лишь немногим лабораториям. Поэтому широко используется уравнение, предложенное для расчета энергий решеток А. Ф. Капустинским вычисление 1)д при помощи этого уравнения требует знания только ионных радиусов. [c.269]

Высокие давления изменяют структуру вещества в том же направлении, что и низкие температуры. И некоторые газы способны переходить в газокристаллическое состояние, в котором их молекулы располагаются относительно друг друга в определенном порядке, упаковываясь в кристаллические структуры, но не вследствие большого взаимодействия между ними (как в твердом веществе), а из-за недостатка свободного пространства. Например, [c.81]

Полиморфное превращение атомных кристаллов можно осуществить лишь при больших энергетических затратах на разрыв химических связей, что необходимо для перестройки структуры веществ. Так, графит, имеющий слоистое строение, в котором атомы углерода в слое имеют к. ч. = 3, может быть превращен в алмаз, в котором к. ч. = 4, при температурах не ниже 1500 °С и высоких давлениях. [c.124]

Данные таблицы показывают, что даже для плотнейших упаковок около V4 всего объема кристалла приходится на пустоты между атомами. В простой кубической структуре объем пустот составляет около половины объема кристалла, а в тетраэдрической — около /3 всего объема твердого тела. У селена и теллура на объем атомов приходится менее V4 всего объема кристалла. Со структурой и характером сил взаимодействия атомов связаны механические, тепловые, электрические и другие физические свойства металлов. Поэтому для глубокого понимания свойств как твердых тел, так и жидкостей необходимо детальное знание их структуры и электронной конфигурации атомов, из которых эти тела состоят. Особенно важно располагать экспериментальными данными о влиянии давления, температурных и концентрационных изменений на структуру вещества. [c.169]

Таким образом, в зависимости от характера заполнения энергетических зон кристалла электронами атомная решетка может принадлежать металлам, полуметаллам, полупроводникам или диэлектрикам. Мы видим также, что принадлежность к тому или иному классу веществ определяется не только строением атома, но и кристаллической структурой вещества. Ярким примером может служить олово, существующее в двух аллотропных модификациях серое со структурой алмаза — полупроводник и белое с тетрагональной кристаллической решеткой — металл. Точно так же воздействие внешних условий может оказать существенное влияние например неметалл фосфор при давлениях выше 40 тыс. атмосфер становится металлом. [c.138]

Все фазовые превращения в последовательности перехода из твердого состояния через жидкость в газ являются процессами эндотермическими. Причина этого в том, что для каждого последующего состояния по сравнению с предыдущими характерно увеличение хаотичности взаимного расположения и движения частиц, образующих вещество. Такая возрастающая подвижность частиц (атомов, ионов, агрегатов) связана с разрывом части химических связей в структуре веществ, что требует затраты энергии. Фазовые превращения при зафиксированном давлении осуществляются, как правило, при строго определенных температурах. Так, при барометрическом давлении в 1013 гПа вода затвердевает (или плавится лед) при 0°С, а при 100°С—кипит. [c.45]

Уравнение Ван-дер-Ваальса. В предыдущих главах рассмотрены соединения атомов одного или разных элементов, связанные прочными ковалентными, ионными или металлическими силами химической связи. Пространственное распределение этих сил определяет расположение атомов или ионов в соединении, создавая стройную картину структуры. Однако наряду с этими силами, определяющими основу энергетики и структуры вещества, существуют иные, значительно более слабые межмолекулярные или остаточные силы невалентного происхождения. Наличие таких сил проявляется, в частности, в неподчинении газов, находящихся под большим давлением, закону Менделеева—Клапейрона, в способности всех газов конденсироваться при соответствующих температурах и давлениях, в так называемом эффекте Джоуля — Томсона (изменение температуры газа, продавливаемого через пористую перегородку). [c.346]

Найденные для данного примера численные значения величин АЕ и н имеют следующий смысл. Работа н , равная 41 кал, представляет собой энергию, которую необходимо затратить на перемещение поршня (см, рис. 17.3), действуя против внешнего давления 1 атм. Эта величина показывает, какая работа должна быть выполнена, чтобы отодвинуть внешнюю атмосферу и дать место объему образующегося пара (1,700 л), возникающего в рассматриваемом превращении. Интерпретация величины АЕ требует, чтобы мы несколько отвлеклись от обычных представлений термодинамики, которые ограничены статистическим подходом и не учитывают поведения молекул. В рассматриваемом примере АЕ = 499 кал. Это показывает, что большая часть тепловой энергии, необходимой для превращения 1 г воды из жидкости в пар, расходуется на повышение внутренней энергии. Молекулы пара, как известно, располагаются приблизительно в 10 раз дальше друг от друга, чем молекулы жидкости, и, очевидно, для преодоления сил межмолекулярного взаимодействия в жидкости необходима большая энергия (см. разд. 11.1). Таким образом, под внутренней энергией обычно понимают потенциальную энергию молекул вещества (энергию, связанную с положением молекул или структурой вещества), а также кинетическую энергию, связанную с поступательным, колебательным и вращательным движением молекул. [c.307]

Сплошной средой называют такую среду, при анализе процессов переноса в которой можно пренебречь молекулярной структурой вещества, для чего элементарные объемы рассматриваемой среды должны иметь размеры, значительно (как минимум, в десятки раз) превышающие длины свободного пробега молекул между их последовательными столкновениями. Только если число молекул в анализируемом объеме не менее нескольких тысяч, можно считать, что такие величины, как давление, плотность, температура и т. п., в таком объеме могут считаться статистически достоверными и соответствующими их средним для данной точки значениям. [c.18]

Наиболее подходящими соединениями для оценки возможности применения уравнения (1,33) являются углеводороды, так как эти вещества отличаются друг от друга лишь структурой, а давление их насыщенного пара известно для большинства соединений с высокой точностью и в широком интервале температур. Все это позволяет рассмотреть возможность расчета по (I, 33) не только при Р = i атм, но и при других давлениях с погрешностью, практически определяемой неточностью этого уравнения. [c.28]

Для твердых тел правило смешения выполняется и для простой смеси, и для интерметаллического соединения. Отклонения от правила смешения наблюдаются, когда при нагревании происходит изменение состава или структуры вещества, а также в водных растворах электролитов. Плохо выполняется правило смешения для смесей газов ири больших давлениях обычно теплоемкость, рассчитанная по правилу смешения, меньше экспериментальной. [c.161]

В комплексе термодинамических характеристик энтальпии испарения и сублимации занимают особое место, так как позволяют оценивать термодинамические свойства вещества в различных его состояниях, связывать термодинамические свойства с кинетическими константами, сопоставлять энергию связи и изменения энергетических характеристик со структурой вещества. Между тем измерение энтальпии парообразования, особенно энтальпии сублимации, является сложной экспериментальной задачей и одним из наименее разработанных разделов экспериментальной термодинамики. Действительно, в научной литературе не рассмотрены в достаточной мере состояние и возможности экспериментальной техники по определению теплот парообразования и давления насыщенного пара органических веществ. [c.3]

К важнейшим факторам, оказывающим влияние на формирование структуры вещества (кроме исходного материала), относятся температура, давление, среда (восстановительная, окислительная, гидролитическая за счет присутствующей влаги) и каталитическое воздействие пород. [c.8]

Это свойство выбрано именно потому, что оно является одним из основных. Оно важно не только само по себе, но и потому, что, с одной стороны, представляет существенное Теоретическое значение, так как связано со многими другими свойствами, и характеризует природу и структуру веществ с другой стороны, значения давления пара (температуры кипения) необходимы в самых разнообразных расчетах нефтяной, химической и углехимической промышленности, промышленности синтетического каучука и многих других. [c.5]

Мы еще не объяснили тот факт, что упорядоченные положения атомов водорода найдены только в тех фазах, которые существуют при относительно низких температурах. Известно, что из всех возможных кристаллических структур вещества при данной температуре и давлении стабильной является структура с наименьшей свободной энергией. Разность свободных энергий Гиббса AG двух кристаллических структур дается выражением [c.98]

Рис. 7.36. Структура вещества, получающаяся в плазме неравновесного тлеющего разряда в зависимости от давления и вложенной мощности

Отыскание адэкватных форм аналитического выражения связей между структурой и диэлектрическими свойствами вещества наталкивается на трудности расчета локального поля ц индуцированной поляризации, учета ближних и дальних сил, флуктуаций в статистическом ансамбле зарядов. В частности, одним из сложных вопросов является вопрос о соотношении макроскопического (т) и микроскопического (т ) времен релаксации. Как известно, т определяется из условия (ОтТ=1, где (От — частота приложенного поля, при которой фактор диэлектрических потерь е" достигает максимума, а зависимость диэлектрической проницаемости е от частоты претерпевает перегиб. Законность отождествления т и т не очевидна, так как различия между напряженностью внешнего и локального, действующего на молекулу, полей может составлять несколько порядков. Теоретические расчеты показали, однако, что отношение х 1% не выходит за пределы 0,67—1,0 [1]. Обосновывая с достаточной надежностью связь между молекулярными и макроскопическими характеристиками, существующие теории дипольной поляризации обеспечивают базу для дальнейшего развития диэлектрического метода изучения структуры вещества — установления структурно-релаксационных связей в условиях различных фазового и агрегатного состояний, температуры и давления. Особое значение это имеет для полимеров, в которых сложное молекулярное строение обусловливает сложный спектр релаксационных и структурных переходов, а следовательно, и многообразие физических и физико-химических свойств. [c.156]

Закономерности, наблюдаемые в поведении газов, в значительной мере помогают понять структуру вещества. Одной из наиболее важных закономерностей является гипотеза Авогадро одинаковые объемы газов содержат равное число частиц (при одинаковых температуре и давлении). Эта зависимость используется при определении молекулярных формул веществ, которые необходимо знать для того, чтобы понять природу химической связи. [c.92]

Если возгонка или плавление являются фазовыми переходами (ФП), сопровождающимися резким изменением ближнего или дальнего порядка в структуре вещества, то полиморфные превращения кристаллов вызывают гораздо меньшие изменения координационных чисел (КЧ) и (или) длин связей атомов. Энтальпия этих превращений (АЯ,) заметно меньше AHs и приближается к АНщ. В табл. 17 даны примеры соединений, претерпевающих изменение координации атомов при действии высоких температур или давлений. [c.27]

Метод взрывного воздействия на кристаллические тела оказался весьма удобным инструментом воздействия на реальную и атомную структуру вещества. Большие значения давлений, которые реализуются в этом методе быстрее и экономичней, чем в технике высоких статических давлений, позволяют эффективно вмешиваться в геометрическую и электронную структуру, а быстрота спада давления (за времена порядка 10 -10 с) и быстрый отвод тепла способствуют закалке новых полиморфных модифика-Щ1Й и сохранению необычных кристаллических состояний. [c.160]

Справочник У. Д. Верятина и др. Термодинамические свойства неорганических веществ под редакцией А. П. Зефирова содержит для большого числа веществ значения теплот образования (АЯ , 293), энтропии (Згэз), параметров фазовых переходов, коэффициентов уравнений, выражающих температурную зависимость теплоемкости, давления насыщенного пара и изменения энергии Гиббса при реакциях образования (АСг . г), а также термодинамические свойства металлических сплавов. Данные приведены из разных источников. Наряду с этим приводятся характеристики кристаллической структуры веществ. Все величины, зависящие от единиц измерения энергии, выражены параллельно через джоули и термохимические калории. [c.76]

Отмечено, что в условиях промышленного процесса гидроочиетки нефтяных дистиллятов тиофены и бензтиофены удаляются труднее, чем меркаптаны и сульфиды, а в работе [249] авторы указывают, что наиболее трудно удаляется последняя часть серы после 80%-ной десульфури-зации наблюдается перелом кривой потребления водорода как функции удаления серы, т. е. для удаления остаточной серы нужны глубокие преобразования структуры вещества. Последнее особенно наглядно проявляется при глубокой гидроочистке дизельных дистиллятов (до остаточного содержания серы менее 0,05% мае.). В этом случае требуется существенное ужесточение режима процесса — повышение давления, снижение объемной скорости подачи сырья и т. д. [250]. [c.235]

Источником монохроматического излучения обычно служит разряд в атмосфере гелия при низком давлении с йу = 21,22 эВ [линия Я. = 58,4 нм (584А)]. Кванты данной энергии выбивают электроны не только с ВЗАО, но и других, не очень глубоко лежащих АО, что позволяет измерять ПЙ с разных атомных орбиталей. Для определения ПИ с более глубоких АО используется особая ламти с разрядом в гелии с йу = 40,7 эВ [линия Х= 30,4 нм (304А)]. Для этих же целей используется и рентгеновское монохроматическое излучение (РЭС). В спектре каждому орбитальному ПИ отвечает свой пик. При ионизации с вырожденных АО интенсивность выше, так как вероятность ионизации возрастает (например, для атома азота она втрое выше с р-АО, чем с 5-АО). ФЭС и РЭС используются и для исследования молекул, где наряду с орбитальной энергией они дают сведения о колебательных состояниях молекул, их структуре и т. н. [к-7] и [к-39]. Метод ФЭС" (РЭр является мощным средством для изучения электронной структуры вещества — атомов, молекул, твердых тел. Особое значение он приобрел для исследования химической связи и для элементного химического анализа —электронная спектроскопия для химического анализа (ЭСХА) [к-41]. [c.59]

Имея в своей основе фундаментальные законы, химия на всех этапах развития остается наукой о веществах и их превращениях. Под веществом понимают атомы химических элементов и их соединения во всех состояниях твердом, жидком, газообразном, плазменном (при сверхвысоких температурах или в электрических разрядах) и сверхметаллическом (при гигантских давлениях). Однако структура вещества чрезвычайно многообразна, поскольку сами атомы состоят из элементарных частиц сложной природы (см. приложение П1). Эти частицы различны по массе, времени жизни, заряду и таким менее привычным характеристикам, как спин, странность, очарование и др. В 1964 г. М. Гелл-Манн и Дж. Цвейг ввели представления о кварках — первичных микрочастицах, из которых строятся все остальные. [c.9]

Газогидратный метод опреснения воды основан на использовании явления образования соединений клатратного типа при контакте гидратообразующих веществ с соленой водой при определенных для каждого вещества давлении и температуре. В пустотах кристаллической решетки, образуемой молекулами воды, располагаются молекулы гидратообразователя. В структуру газогидратов включаются только молекулы воды, а ионы растворенных солей остаются в растворе. В зависимости от природы гидратообразующего агента возможны два вида структур простых гидратов с составом [c.459]

Температура кипения жидкости — это та температура, при которой упругость пара этой жидкости становится равной атмосферному давлению данной системы. Температура кинения жидкости очень сильно зависит от давления, так как объемные изменения при переходе из жидкого состояния в газовое весьма велики. Таким образом, фиксируя температуру кипения, нужно указывать и давление. В тех случаях, когда это возможно, температуры кипения относят к давлению 760 мм рт. ст. (т. е. 1 атм). Температуры кипения широко Р1зменяются в зависимости от структуры веществ и служат удобными константами для идентификации и характеристики жидких веществ. Различия в температурах кипения позволяют путем фракционирования разделять жидкости. Чистые соединения имеют постоянную точку кипения, а у смесей, как правило, температурные интервалы кипения значительны и величина их зависит от температур кипения отдельных компонентов. Благодаря этим различиям температурные интервалы кинения становятся важным критерием чистоты. [c.153]

Четырехфтористый титан — чрезвычайно гигроскопичное твердое вещество (давление паров равно 1 ат при 184°С). Лучше всего получать его действием фтора на металл при 250 °С или на ДВУОКИСЬ титана при 350 °С можно, однако, приготовить Т1р4 также взаимодействием фтористого водорода и тетрахло-рида. Этот фторид растворяется в водной плавиковой кислоте, образуя раствор, содержащий ион Т из данного раствора легко получить умеренно растворимые соли щелочных металлов. Как и следовало ожидать, все эти соединения оказались диамагнитными, Калиевая соль , кристаллизующаяся из воды при температуре выше 50 °С, имеет ромбоэдрическую структуру, аналогичную КгОеРе каждый ион титана окружен шестью фторид-ионами, находящимися от него на расстоянии 1,917 А и расположенными в вершинах правильного октаэдра. Данная структура, определенная путем рентгеноструктурного анализа, была недавно подтверждена исследованием при помощи метода ядерного магнитного резонанса (ЯМР) , вероятно первым из проведенных с комплексными фторидами поскольку Р обладает ядерным моментом, этот метод приложим к изучению подобных соединений. Фторо-(IV) титанат калия может быть получен нагреванием при 300—350 °С в виде кристаллов, имеющих кубическую и гексагональную структуры , аналогичные соответственно К231Рб и КгМпРе. [c.96]

Изменение энтальпии при отвердевании или плавлении обычно называют теп лотой плавления.. Теплота плавления зависит от кристаллической структуры вещества в твердой фазе. До сих пор попытки получить какие-либо обобщенные кор-релядии оказались безуспешными. Для определения теплоты плавления АНт может быть использовано уравнение Клаузиуса—Клапейрона, однако в этом случае необходимо иметь данные р зависимости температуры плавления от давления, которые редко имеются в распоряжении исследователя. [c.197]

Интересна в этом отношении гипотеза о структуре вещества в спресованном состоянии и звездных температурах. Советский физик Д. А. Киржниц путем математического расчета и анализа полученных уравнений пришел к выводу, что при сверхвысоких давлениях, существующих в центрах некоторых звезд, т. е. при сверхплотных состояниях вещества, происходит упорядочение структуры вещества до кристаллического состояния твердого тела В центрах белых карликов, по мнению Д. А. Кир-жница, как раз и существует необходимое для кристаллизации огромное сжатие. Поэтому-то раскаленная сердцевина белого карлика имеет кристаллическое строение. Естественно, что реакции синтеза химических элементов в белых карликах не протекают, поскольку последние состоят в основном из ядер атомов тяжелых элементов. В связи с этим возникает много проблем и вопросов о свойствах и поведении материи, находящейся в сверхплотном состоянии под действием колоссальных давлений. Все это еще подлежит изучению современной наукой. [c.21]

Термодинамические свойства неорганических веществ, составители У. Д. Верятин, В. П. Мащирев и др., Москва, 1965. В справочнике приведены основные соотношения между термодинамическими величинами описаны рациональные способы расчетов термодинамических и термохимических величин даны в табличной форме термодинамические свойства элементов и неорганических соединений (гидридов, фторидов, хлоридов, бромидов, иодидов, окислов, сложных окислов, гидроокисей, сульфидов, сульфатов, нитридов, нитритов, нитратов, фосфидов, фосфатов, карбидов, карбонатов, силицидов, боридов и боратов) термодинамические потенциалы реакций образования неорганических соединений, кристаллических структур и давлений паров элементов и неорганических соединений термодинамические свойства бинарных металлических систем и интерметаллов. [c.107]

Одна группа объединяет способы сварки, в которых используется тепло посторонних источников, передаваемое пластмассе в результате конвекции, теплопроводности и лучеиспускания (радиации). Другая — методы, в которых тепло генерируется внутри пластмассы при преобразовании различных видов энергии. Механизм образования соединений при сварке термопластичных пластмасс пока еще полностью не раскрыт. Некоторые исследователи считают [3], [4], [5] [18], что при соединении полимеров под воздействием температуры и давлении происходит процесс само-слипания (аутогезия). При высококачественной сварке в области контакта восстанавливается структура вещества, характерная для всего объема. Согласно этой точке зрения сваривание происходит главным образом вследствие диффузии частей молекулярных цепей из одного объема полимера в другой, в результате чего продиф-фундировавшие макромолекулы как бы сшивают оба объема и обеспечивают между ними прочную связь. [c.174]

С, так как в противном случае происходит образование твердого кристаллогидрата ацетилена (С2Н2-5,75Н20), представляющего собой вещество бледно-желтого цвета с мелкокристаллической структурой. Равновесное давление разложения кристаллогидрата ацетилена при 1, 2 и 4,5 °С составляет соответственно 0,6 (6), 0,75 (7,5) и 1,0 (Ю)МПа(ат). Теплота образования кристаллогидрата из жидкой воды и газообразного ацетилена равна примерно 63 кДж/моль (15 ккал/моль). Давление диссоциации кристаллогидрата при О °С составляет 0,57 МПа (5,7 ат). При давлении 0,1 МПа (1 ат) разложение происходит при 15,4 °С. Критическая температура, при которой еще сзчцествует кристаллогидрат, равна 16,0 °С. [c.119]