Диффузионный перенос на большие расстояния

Вследствие того, что при мартенситном превращении происходят согласованные перемещения атомов железа на малые расстояния, которые не требуют диффузионного переноса, зародыши новой фазы образуются с большой скоростью. По этой причине зародыши мартенсита могут возникать и при таких низких температурах, при которых скорости диффузии ничтожно малы. Следствием большой скорости мартенситного превращения являются, как упоминалось выше, и то, что при закалке стали атомы углерода не успевают выделяться из твердого -у-раствора и концентрация углерода в образовавшемся а-железе превышает величину растворимости, иными словами, образуется пересыщенный раствор (мартенсит), т. е. фаза, не устойчивая по отношению к a-Fe и карбиду железа. [c.389]

Второй способ массопередачи принципиально не может быть отделен от первого. При наличии движения фаз массопередача всегда осуществляется путем и молекулярного (диффузионного), и конвективного переноса. При этом преобладает тот или иной способ переноса, в зависимости от расстояния до источника массы на больших расстояниях определяющим является конвективный перенос, на малых — диффузионный. [c.148]

При турбулентном режиме движения жидкости для больших значений Рг зависимость Ыи от Рг обусловлена законом убывания коэффициента турбулентного переноса с приближением к межфазной поверхности. Этот закон из чисто теоретических соображений едва ли может быть в настоящее время установлен с достоверностью. Поэтому более целесообразен иной путь — экспериментальное определение зависимости Ми от Рг и установление на этой основе зависимости коэффициента турбулентного переноса от расстояния до межфазной поверхности. Это даст возможность перейти к разработке количественной теории диффузионных процессов. Все сказанное в равной мере относится и к процессам теплоотдачи при Рг 1 вследствие аналогии, существующей между турбулентным переносом вещества и тепла. [c.62]

Простейший пример — это формирование кристаллической области из другой, смежной с первой и имеющей иную ориентацию,, как это происходит, например, при аллотропных переходах [3]. Визуально превращение сводится к перемещению с некоторой скоростью границы раздела двух фаз. На уровне кристаллической решетки это же превращение можно представить как кажущееся вращение системы осей отсчета. Согласно Бенару [4], в системе отсутствует диффузионный перенос вещества, если элементы структуры в ходе превращения перемешаются на расстояние, меньшее периода решетки. Тем не менее Барк [5] относит аллотропные превращения к классу диффузионных, хотя он также считает маловероятными перемещения атомов в исходной матрице на большие расстояния. Свою точку зрения Барк основывает на том, что для протекания реакции на поверхности раздела требуется термически активированное движение атомов. [c.87]

Химическая эстафета с участием только макрорадикалов не всегда может обеспечить высокие скорости миграции, так как шаг эстафеты невелик даже в тех случаях, когда имеет место эстафетно-диффузионный механизм. Скорость перемещения валентности сильно возрастает, если в процессах миграции участвуют низкомолекулярные радикалы с высокой диффузионной подвижностью, способные переносить валентность на большие расстояния. [c.103]

Использование различных вариантов метода фотоэмиссии (в том числе лазерного) позволяет решать широкий круг вопросов в области химической и электрохимической кинетики. Малые расстояния между зоной образования промежуточных продуктов и поверхностью электрода в значительной мере устраняют диффузионные ограничения и дают возможность измерять константы скорости очень быстрых электродных к 75 см/с) и гомогенных химических реакций, характерное время которых сравнимо или больше характерного времени диффузии к электроду продуктов захвата сольватированных электронов акцептором (10 —10 с) Метод позволяет также определять коэффициенты переноса электродных реакций и измерять коэффициенты диффузии промежуточных продуктов. [c.219]

Весьма важные для химической технологии массообменные процессы происходят в системах с капельными жидкостями. Это процессы растворения и экстрагирования, кристаллизации, жидкостной адсорбции, для которых значения критериев Прандтля оказываются существенно больше единицы. При этом конвективный перенос целевого компонента становится сравнимым с диффузионным на таких малых расстояниях от твердой поверхности, на которых характер течения иотока капельной жидкости практически еще полностью определяется только силами вязкого трения, а толщины гидродинамического и диффузионного пограничных слоев становятся существенно неодинаковыми. Для капельных жидкостей, имеющих величины диффузионных критериев Прандтля порядка 10 , диффузионный пограничный слой имеет приведенную толщину, значительно меньшую, чем гидродинамический пограничный слой, что в значительной мере упрощает анализ процесса внешнего массообмена, поскольку при решении уравнения конвективно-диффузион-ного переноса компонента (1.21) в таком случае возможно воспользоваться приближенными решениями (1.7) для компонент скорости хюх и ту, справедливыми для малых расстояний от стенки. Кроме того, при анализе массообмена твердой поверхности с потоками капельных жидкостей обычно предполагается пренебрежимо малое значение стефановского потока. [c.33]

Энергия активации диффузионного процесса по данным авторов мало отличалась от теплоты адсорбции, т. е. определяющей ступенью в скорости переноса является десорбция гептана с поверхности частиц. Расстояние между частицами сажи, по оценке авторов, исходя из плотности упаковки, составляло 500 А, в то время как длина свободного пути молекул гептана при 15° С и р = 5-10 мм рт. ст. составляет 0,2 мм, т. е. в 4000 раз больше. Таким образом, основным видом переноса гептана в слое из частиц сажи являлась кнудсеновская диффузия. При этом, как отмечают авторы, не исключается возможность поверхностной миграции на индивидуальных частицах, но так как площадки контакта между частицами малы, то через эти площадки может переместиться лишь малая доля молекул, и, следовательно, этот вид переноса не является определяющим для скорости процесса. [c.146]

Зависимость Rbk РК от положения в пространстве также обусловлена влиянием на R . концентрационных изменений в ЭЯ под влиянием сил гравитации (рис. 3.13,6). В процессе электрохимического растворения ртути слои раствора, прилегающие к аноду, обогащаются тяжелыми ионами HgU - (у поверхности катода обедняются), вследствие чего у анода они имеют более высокую плотность и повышенную вязкость. При положении ЭЯ анодом вверх тяжелые слои раствора стекают вниз к катоду и ускоряют диффузионный процесс переноса ртути от анода к катоду, уменьшая тем самым концентрационную поляризацию и сопротивление диффузии РК. При ориентации РК анодом вниз силы гравитации удерживают плотные слои раствора у поверхности анода, повышая тем самым концентрационное перенапряжение и сопротивление диффузии. Зависимость Rbh от положения Р К в пространстве проявляется только при малых значениях тока интегрирования и больших С уменьшением расстояния между [c.87]

При диффузионном метасоматозе исчезает проблема большого количества воды при переносе растворенных компонентов. Коллоидные растворы образуются в микропорах, а переносятся в широких трещинных пространствах. Поэтому нет проблемы и их переноса. Кроме того, коллоидные растворы в основной своей массе образуются и привносятся из стенок трещин, т.е. на месте образования жил, поэтому и их транспортировка осуществляется на небольшие расстояния. [c.103]

Решение уравнения диффузии (5.2.3.2), полученного на основе закона Фика (5.2.1.1), указывает на бесконечность скорости распространения концентрационных возмущений. Так, в решении задачи диффузии для по-луограниченного тела (5.2.3.3) функция ошибок erJ z) = О при г = О, а при 2 оо асимптотически 1фи-ближается к единице. Это означает, что при малых временах диффузии /, когда аргумент функции ошибок в формуле (5.2.3.3) стремится к бесконечности, концентрация с(х, t) всегда будет меньше Со даже на бесконечно большом расстоянии от границы х. В большинстве диффузионных задач пренебрежение этим фактом практически не сказывается на точности получаемых результатов. Однако существует ряд процессов диффузии, математические модели которых оказываются значительно точнее, если в них учитывается конечность скорости переноса. Прежде всего, это относится к процессам молекулярного массопереноса в твердых телах. К настоящему времени накоплено значительное коли- [c.296]

Процесс диффузии в аморфном полимере можно качественно представить как движение молекул вещества в беспорядочной массе полимерных цепей и пор. При температурах выше температуры стеклования полимера, так же как и в обычных жидкостях, поры постоянно возникают и исчезают в результате тепловых флуктуаций. Диффузия в этом случае осуществляется посредством перемещения молекул диффундирующего вещества от поры к поре под влиянием градиента концентрации при кооперативном двил<ении окружающих молекул. Обычно диаметр поры превышает диаметр молекулы прежде чем молекула переместится на расстояние, равное длине поры, должно произойти несколько последовательных актов переноса в одном и том же направлении. Действительно, для того чтобы осуществлялась диффузия, не обязательно, чтобы пора образовалась сама по себе диффундирующая молекула и окружающие ее сегменты полимера могут образовать некоторый общий свободный объем до и после акта диффузионного переноса. Однако в процессе переноса диффундирующей молекулы, до того как произойдет определенная локальная перегруппировка в структуре, обязательно должен произойти разрыв определенного числа связей между молекулами полимера и диффундирующего вещества, обусловленных действием ван-дер-ваальсовых сил. Энергия, необходимая для осуществления такой перегруппировки (или образования дырок ), тем выше, чем больше размер дырок . Следовательно, согласно закону Больцмана, концентрация дырок должна уменьшаться с увеличением их размера по экспоненциальному закону. [c.208]

Перенос энергии возбуждения синглетов или триплетов, соответствующий уравнениям (5.14) и (5.47), осуществляется путем столкновения молекул при их диффузии. При этом молекулы должны при столкновении сближаться на расстолпие Гц, соответствующее сумме их эффективных радиусов. Наряду с этим обычным диффузионным механизмом переноса энергии возможен другой, называемый резонансным. При этом энергия возбуждения переносится на расстояния значительно большие (5—10 нм), чем при диффузионном механизме. Критическое расстояние Но, которое соответствует равным вероятностям излучения и переноса энергии, может быть приближенно вычислено из спектральных данных перекрывания спектра люминесценции донора и спектра поглощения акцептора. Величина Но может быть определена экспериментально и рассчитана с помощью концентрации тушителя [Р которая соответствует равным вероятностям переноса энер- [c.117]

Большие значения низкочастотного инкремента диэлектрической проницаемости в диапазоне О < б < 0,8 могут быть объяснены в рамках теории поляризации диффузной части двойного слоя. Эта теория [6] развита для объяснения гигантской дисперсии диэлектрической проницаемости, наблюдаюш ейся в дисперсиях с проводящей матрицей. Механизмом, контролирующим время установления столь сильной поляризации (с низкочастотным пределом е до 10 , в зависимости от концентрации электролита и заряда частицы), является диффузионный перенос ионов в области электролита, прилежащей к частице, на расстоянии порядка радиуса частицы а. Характерная циклическая частота такого процесса ю — Dla , где D — коэффициент объемной диффузии ионов. Для частиц радиуса а 1 жк частота / = со/2я = 320 гц. Так как низкочастотный предел значений диэлектрической проницаемости исключительно высок, то и при частоте, на порядок большей, чем характерная, должно реализоваться достаточно большое отклонение е системы от рассчитанной в рамках теории Максвелла — Вагнера [7]. Так, для б = 0,15, а=1.мки /=2 кгц, расчет е, основанный на результатах работы [6] в предположении, что штер-новский потенциал двойного слоя равен 125 мв (это примерно согласуется с экспериментальными данными работы [8]), дает величину е, равную 150, т. е. порядка наблюдавшейся в эксперименте (см. рис. 1, а). [c.47]

Твердые тела обычно делят на кристаллические и аморфные. Правильнее было бы говорить о кристаллическом и аморфном состояниях веществ, имея, однако, в виду, что между этими состояниями нет резкого качественного различия. Современные рентгенографические, электронно-графические и электронно-микроскопические исследования показали, что во многих телах, ранее считавшихся аморфными (например, аморфный углерод, аморфные формы кремншема), расположение атомов не хаотическое. В них имеется определенная упорядоченность в расположении близлежащих атомов (ближний порядок), но отсутствует типичная для одиночных кристаллов периодичность повторения элементарной группы атомов на больших расстояниях (дальний порядок). В твердых телах частицы совершают главным образом колебательное движение около положения равновесия в узлах кристаллической решетки. Однако отдельные частицы способны перемещаться по объему твердого тела, причем поступательное движение Связано с переносом вещества и является диффузионным. Такое движение атомов происходит либо между узлами кристаллической решетки, либо путем заполнения пустых (вакантных) мест в кристаллической решетке (дырок), либо за счет перемены местами соседних частиц. [c.42]

Рассмотренные закономерности конвективных процессов позволяют установить механизм переноса ртути и объяснить характер ВАХ РК при различных соотношениях геометрических параметров ЭЯ. При больших расстояниях между электродами (/>d), когда конвективные вихри не перекрываются (рис. 3.8,а), скорость переноса ртути с одного электрода на другой контролируется стационарной диффузией электровосстанавливающихся частиц через основной (практически неподвижный) слой электролита с эффективной толщиной /эф. Этому стационарно-диффузионному механизму соответствует прямолинейный участок кривой зависимости предельного тока РК от расстояния меж1йу электродами (см. рис. 3.7). Так как эффективная толщина неподвижного слоя элект- [c.80]

ННяМИ ртутных Менисков из-За неравномерностй и периодичности ЙОЛЯ-ризации ртутных электродов. Это приводит к изменению геометрии объема электролита ЭЯ и модуляции последовательного сопротивления электролита. При малых расстояниях между электродами ted (конвективный механизм переноса ртути) модуляция сопротивления Ro наибольшая и связанная с ним мощность шума квадратично зависит от значения тока (ДО =ЯАЛ о). изменение которого коррелирует с изменением уровня шума при различной ориентации РК в пространстве (рис. 3.17,6). И, наоборот, при больших расстояниях между электродами l>d (стационарно-диффузионный механизм) относительная модуляция сопротивления Ro и связанное с ней значение шума уменьшается примерно в 100 раз, изменение тока антикоррелирует с изменением уровня шума (максимальный шум соответствует минимальному току). При этом шум коррелирует с изменением активной составляющей сопротивления при изменении положения РК в пространстве (рис. 3.17,в). [c.92]

Определенный интерес представляют волны, распространяющиеся вверх в среднем слое атмосферы и претерпевающие изменения, вызванные ее разрежением. Сводка изменений свойств атмосферы с высотой приведена в разд. 3.5 и схематически представлена на рис. 3.3. И давление, и плотность падают экспоненциально и уменьшаются в е раз на высотах между 5,5 км и 8,5 км. На высоте в 86 км давление составляет 1/270 000 его значения на поверхности. Аналогично, средний свободный пробег, который является мерой расстояния между столкновением молекул, равен 1 см на высле 86 км, что в 180 000 раз превышает его значение на поверхности. Выше 86 км состав атмосферы не может больше считаться постоянным и необходимо учитывать диффузионный перенос индивидуальных газов. В результате средний молекулярный вес падает с высотой, и его значение на уровне 300 км составляет примерно 60 % от его величины на высоте 86 км. Кроме того, из-за гораздо более высоких температур давление и плотность не падают так быстро, как в более низких слоях, а соответствующие масштабы высоты существенно возрастают, составляя около 50 км на уровне 300 км. [c.367]

Невероятно большой для такой громадной частицы, как гидратированный электрон, коэффициент диффузии наводит на мысль, что диффузм е д происходит путем туннелирования на значительные расстояния из одной полости в другую без образовании переходного состоянии. Такой механизм находит подтверждение при количественном анализе большого числа диффузионно лимитируемых реакций. При этом первичные продукты реакций обязательно находятся в возбужденном состоянии. Только лишь туннельным механизмом электронного переноса можно обосновать равенство констант скоростей реакций ароматических соединений в воде и в метаноле. [c.176]

В теории Нернста считалось, что диффузия происходит только нормально к поверхности реакции. В 15 вопрос о роли нормального и касательного к поверхности реакции транспорта вещества не мог быть выяснен, поскольку мы ограничились там лишь предельным случаем химической реакции любой скорости. Из выражений (17,16) и (17.17) следует, что значение толщины диффузионного слоя зависит и от коэффициента диффузии и свойств течения (через величины ) и от расстояния от края пластинки. Вблизи края (7<С 1) приобретают заметное количественное значение нормальный и тангенциальный переносы вещества. При этом о имеет величину, определяемую формулой (17,16). Вдали от края (у 1) раствор вблизи поверх1ЮСтй пластинки обеднен диффузией к предыдущим участкам. Поэтому здесь основную роль играет нормальный перенос вещества к поверхности. Это и приводит к различию в значениях о при малых и больших [c.108]

Диффузия униполярно заряженных ионов в рабочей жидкости от поверхности мембраны к электродам не оказывает существенного влияния на ионный ток. Это допущение справедливо ляшъ крн относительно высоких частотах. При низких частотах электрический ток в рабочей жидкости переносится как путем миграции ионов в электрическом поле, так и путем их диффузии [100]. Поскольку в рабочих жидкостях ЭКП, как правило, отсутствует избыток индифферентного электролита, то миграция и диффузия ионов являются единым токообразующим процессом. Несмотря на это, для качественной оценки влияния диффузии на ионный ток от поверхности мембраны к электродам в ряде случаев целесообразно в эквивалентную цепь ЭКП ввести последовательно соединенные электрическое сопротивление (рис. 5.18), ответственное за миграцию ионов в электрическом поле, и электрическое сопротивление диффузии Z . Такое введение предполагает, что при прохождении ионного тока между поверхностями мембраны и электрода создается электрическое напряжение, которое складывается из суммы напряжений At/ом и А(Уд, причем первое связано в основном с омическими, второе —с диффузионными потерями. Поскольку значение Л /д обусловлено накоплением диффундирующих избыточных униполярно заряженных ионов, то оно является интегральной функцией от ионного тока I и отстает по фазе от I. Следовательно, Zfl наряду с активной составляющей / д должно содержать и реактивную емкостную составляющую Хя, 2д=Кд4-Дд. Чем меньше время перемещения фронта диффузии ионов в каком-либо одном направлении, тем меньше их перепады концентраций и соответственно меньше Д[/д. Поэтому активная и реактивная составляющие Zn зависят от частоты, уменьшаясь с увеличением /. Процессы, приводящие к возникновению At/д, аналогичны диффузионным электродным процессам [77, 99], приводящим к возникновению концентрационного перенапряжения. В этой связи должен иметь тот же порядок, что и диффузионное электродное сопротивление. В том случае, когда расстояние между поверхностью мембраны и электродом много больше эффективной длины диффузионной волны, равной толщине диффузионного слоя бд, полное диффузионное электродное сопротивление может быть приравнено к сопротивлению Варбурга [77, 99]. [c.221]

Диффузионный метод. Для по.1учения больших поверхностей сильно поглощающих кристаллов цианиновых красителей особенно уиотребителен несколько измененный метод разбавления [69]. Около миллиграмма красителя растворяется в капле нитробензола, а затем концентрированный раствор красителя переносится на чистое предметное стекло. После того как капелька растечется по стеклу и образует пленку неправильной формы около 10 мм диаметром, ее следует покрыть покровным круглым стеклышком диаметром 18 или 22 мм. Вращая препарат на столике, обмазывают кругом края покровного стеклышка нагретым (если это необходимо) раствором бальзама в ксилоле. Препарат оставляется на несколько дней при температуре 35—45°, при которой обычно образуются кристаллы. Толщина кристаллов ограничивается расстоянием между покровным и предметным стеклами и может достигать 10—100 а. Этот метод, который дает особенно хорошие результаты для нер- [c.318]

Согласно Фику, диффузионный поток направлен из точки с большей в точку с меньшей концентрацией и пропорционален разнице концентраций, деленной на расстояние между точками. Разница концентраций является стимулом для перемешивания, движущей силой диффузии. Если концентрация всюду одинакова, переноса вещества нет. Коэффициент пропорциональности называется коэффициентом диффузии (D), он связан с интенсивностью теплового движения. После того как концентрация выравнялась, направленного перемещения вещества уже не происходит. Частицы по-прежнему совершают случайные блуждания, однако число частиц, движущихся в разных направлениях, одинаково, и суммарный поток равен нулю. [c.35]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология