Системы заряжание

При опускании металлической пластинки в раствор своих ионов металл и раствор взаимодействуют и становится возможным переход ионов из металла в раствор и обратно. В первый момент направление этих переходов определяется соотношением величин Эм и Эр. Если Эм>Эр, то после погружения металла в раствор катионы металла будут переходить из раствора в кристаллическую решетку. Так как катионы несут положительные заряды, то это ведет к заряжанию электрода положительным электричеством, а раствора, в котором катионов недостает, — отрицательным. Это затрудняет дальнейший переход катионов. В конце концов в системе устанавливается динамическое равновесие, т. е. переход ионов из раствора в металл продолжается, но одновременно и с той же скоростью происходит обратный переход тех же ионов из металла в раствор. Соответствующие заряды в обеих фазах (положительные в металле и отрицательные в растворе) располагаются вблизи поверхности, образуя на границе металл — раствор ионный двойной электрический слой. Пространственное разделение зарядов противоположного знака с образованием своеобразного микроконденсатора— двойного электрического слоя — приводит к появлению потенциала. [c.12]

Взаимную припасовку первых четырех главных законов ОТ для простоты начнем с вывода соответствующего дифференциального уравнения в предположении, что система располагает всего одной степенью свободы (п=1). Рассматривается процесс изменения состояния системы (ансамбля), к которой подводится вещество в количестве Е. Этот процесс будем именовать заряжанием системы соответствующим веществом. [c.186]

Особый интерес представляет случай, когда и> 1. При этом первое начало заставляет суммировать энергии и работы заряжания, относящиеся к различным степеням свободы системы. Согласно второму началу, в процессе заряжания суммарные количества веществ системы и окружающей среды сохраняются неизменными. В равенствах (220) и (221) прира- [c.187]

Чтобы правильно ответить на эти и другие вопросы, попытаемся мысленно синтезировать нашу систему, последовательно заряжая ее различными чистыми веществами - не ансамблями,— начиная с нуля, то есть с единичного кванта какого-либо вещества. В данном случае контрольную поверхность по необходимости пронизывают все вещества, пошедшие на образование системы, включая термическое, которое частично расходуется на изменение теплового состояния, а частично экранируется, уже находясь внутри системы. Следовательно, в рассматриваемых условиях все вещества без исключения проигрывают на контрольной поверхности роль основных и поэтому в соответствии с уравнением (31) определяют полную энергию ансамбля 7, полное количество его поведения. Те вещества, которые продолжают выполнять эту роль внутри системы, дают энергию заряжания Уз, определяемую уравнением (220) закона заряжания. Часть термического вещества, которая не участвует в заряжании, экранируется в системе, она дает энергию Уз, определяемую Уравнением (222) закона экранирования. Такова субординация энергий и, Оз и Уз. [c.197]

Дифференциальное уравнение (225) выражает седьмое начало ОТ. Оно определяет изменение энергии системы в виде суммы двух слагаемых, первое из них соответствует изменению энергии, обусловленному работами заряжания, а второе — работами экранирования. [c.198]

Таким образом, седьмое начало ОТ объединяет законы заряжания и экранирования. При этом оба рассматриваемых процесса — заряжания и экранирования — сопровождаются подводом (или отводом) к системе определенных веществ. Следовательно, если отвлечься от того факта, что в первом случае вещество может быть любым, а во втором — только термическим, а также от некоторых других тонкостей этих процессов, тогда термин заряжание можно условно распространить и на экранирование. В результате седьмое начало ОТ приобретает смысл обобщенного закона заряжания. [c.198]

Таким образом, в общем случае система располагает энергией У. В процессах заряжания запасается часть этой энергии, равная Уз. Величина Уз поэтому является в известном смысле свободной энергией, ибо она получается в актах простого подвода или отвода различных веществ. В противоположность этому энергия Уэ обусловлена эффектом экранирования, связывания термического вещества внутри ансамбля. Это может служить основанием для того, чтобы наименовать величину Уз связанной энергией. [c.199]

Первое начало термодинамики, определяющее энергию через внешние работы, не способно различать эффекты заряжания и экранирования, происходящие внутри системы. Поэтому оно не позволяет судить о состоянии последней, ибо остается неясным вопрос о том, какая часть подведенного термического вещества расходуется на эффект заряжания, а какая — на эффект экранирования. В результате с помощью первого начала можно легко определить изменение энергии с1и, но нельзя — полную энергию и, если только не учесть все работы, затраченные на образование ансамбля, начиная с нуля, что, однако, сделать очень трудно. От этого недостатка свободно седьмое начало ОТ. [c.201]

Следует заметить, что при обсуждении всевозможных эффектов, подвластных закону обобщенного заряжания, важно не спутать процессы экранирования и заряжания, чтобы не впасть в ошибку. Для этого надо четко различать отдельные степени свободы системы и носителя. И учитывать известную специфику, которая появляется при рассмотрении термической степени свободы. Например, во всех упомянутых эффектах, кроме эффекта Томсона, основная степень свободы отличается от экранированной — термической. Если же основной степенью свободы служит сама термическая, тогда все законы и соотношения сохраняют свою силу, но эксперимент теряет необходимую наглядность, ибо основную степень свободы уже невозможно отличить от экранируемой. В этом, как и во многом другом, заключается особенность термических явлений. [c.211]

Здесь важно подчеркнуть, что объем й ничего общего не имеет с упомянутым выше объемом V, к которому мы привыкли. Чтобы во всем этом лучше разобраться, рассмотрим механизм процесса заряжания системы объемом й. Этот механизм представляет большой интерес, так как позволяет сделать много далеко идущих выводов и прогнозов. [c.247]

Однако привлечение объема О для выяснения физического смысла массы пг, являющейся мерой количества метрического вещества, весьма полезно. Оно позволяет на примере процессов заряжания системы этим объемом и сжатия газа в цилиндре с поршнем лучше понять само метрическое явление, его главные свойства. [c.250]

Выведенные уравнения (287) — (290) фактически объединяют в себе первые четыре начала, а также закон заряжания седьмого начала, поскольку подвод и отвод вещества есть не что иное, как процесс заряжания системы. Из уравнений (288) и (289) видно, что энергия системы зависит не только от основных коэффициентов состояния, но и от перекрестных, которыми определяется взаимное влияние степеней свободы. [c.298]

Второй закон выводится из третьего и седьмого начал ОТ, при этом рассматривается подвод (присоединение) или отвод (отщепление) некоторого количества метрического вещества (массы) от системы. Седьмое начало определяет работу заряжания системы, а третье — изменение состояния присоединяемой массы, в результате получается уравнение (312) [21, с. 209]. [c.398]

Куски карбида кальция размерами от 0,1 мм и меньше называют карбидной пылью, а размерами от 0,1 до 2 мм — карбидной мелочью. Согласно ГОСТ 1460—56 в карбиде кальция должно быть карбидной мелочи и пыли не более 2%. При работе на генер аторах контактной системы и системы вода на карбид ,. имеющих решетчатые загрузочные устройства, карбидная пыль и мелочь перед заряжанием генератора обязательно должна быть удалена. В генераторах карбид в воду и вода на карбид (имеющих сплошные загрузочные устройства) карбидную пыль и мелочь отсевают в том случае, если их количество в карбиде кальция превышает норму, предусмотренную ГОСТ. Карбид кальция просеивают через латунное сито с круглыми отверстиями диаметром 2 мм и расстоянием между отверстиями 3 мм. После опорожнения барабанов из них тщательно удаляют карбидную пыль. Пыль и мелочь хранят в герметической таре, чтобы предохранить их от разложения парами влаги, находящимися в воздухе, или случайно попавшей водой. Ввиду того что пыль разлагается практически мгновенно и тепло, выделяемое при этом, нельзя быстро отвести, образовавшийся ацетилен может нагреться до температуры разложения, что особенно опасно в присутствии воздуха, так как ацетилено- [c.18]

Согласно дифференциальному уравнению (220), приращение энергии системы dUз при заряжании ее данным веществом равно произведению приращения интенсиала dP на приращение количества этого вещества dE. Полученный результат составляет содержание закона заряжания. Это всеобщий закон природы, применительно к п степеням свободы впервые сформулированный в ОТ [29, с. 6]. Он стыкует (взаимно припасовывает друг к другу) первые четыре начала ОТ. [c.187]

Из общего закона заряжания в качестве частных случаев вытекают те знания, которые известны применительно к п=1, например, в учении об электричестве и калориметрии. При заряжании электричеством приходится учитывать как знаки работ (заряжание-разряжание), так и знаки самих зарядов. В случае калориметрирования учитываются только знаки термических работ (нагрев или охлаждение), но зато здесь тоже имеются некоторые тонкости, связанные с эффектом экранирования. Интересные особенности присущи также процессу заряжания системы массой (см. параграф 6 гл. ХИ1). [c.188]

Теперь должно быть совершенно ясно, что возможность выражать энергию с помощью слагаемых типа (228) есть следствие существования одновременно двух эффектов заряжания и экранирования. Интересующее нас соотношение между энергиями и, и Уэ приобретает самый простой вид в частном случае идеальной системы, когда коэффициенты уравнения состояния и К постоянны. В этих условиях энергия заряжания Уз в точности равна энергии экранирования (Уэ, в совокупности они составляют полную энергию /7 (об этом более подробно говорится в параграфе 3 гл. XVI). В других случаях разница между величинами (Уз и (Уэ оказывается весьма значительной, как это имеет место, например, в условиях лазерной накачки, когда система достигает высокой степени неравновесности. Луч лазера — это и есть выделяющееся термическое вещество, которое входит в состав ансамблей, именуемых фотонами. В общем случае выделение (и поглощение) термического вещества может происходить не только с фотонами все зависит от конкретных свойств системы и окружающей среды, в частности, известные различия в механизме переноса могут наблюдаться в газах, жидкостях и твердых телах. В химии часто соблюдается условие (228), этим и объясняются результаты М. Механд-жиева [54,57]. [c.201]

Седьмое начало позволяет сделать еще один интереснейщий вывод-прогноз, касающийся конкретных условий осуществления процессов преобразования энергии внутри отдельно взятого тела, но уже с участием окружающей среды, из которой заимствуется теплота и непосредственно, с КПД 100%, превращается в другие формы энергии. Для определенности предположим, что к системе, например электрическому конденсатору, извне подводится электрический заряд. Надо, чтобы у системы электрическая степень свободы была сильно связана с термической, то есть соответствующие коэффициенты уравнения состояния были бы значимыми и подвод электрического вещества сопровождался бы ростом температуры. Тогда при заряжании система несколько разогревается, а при разряжании охлаждается, но происходит это с определенной инерцией, запозданием. В результате заряд подводится к конденсатору при пониженном по сравнению с безынерционным случаем потенциале, а отводится при повышенном. На диаграммах в осях координат электрический потенциал — электрический заряд и температура — мера количества термического вещества образуются как бы своеобразные петли гистерезиса. Площадь электрической цепи гистерезиса соответствует приращению электрической энергии за цикл, а площадь термической петли — убыли количества тепла за тот же цикл, причем эти количества между собой равны. Итогом кругового процесса является охлаждение конденсатора и подвод к нему из окружающей среды эквивалентного количества тепла. [c.204]

Для получения ощутимого эффекта преобразования описанный круговой процесс заряжания-разряжания необходимо повторять многократно, например, путем организации незатухающего колебательного контура с конденсатором и индуктивностью. Выбирая г1одходящий конденсатор, надо иметь в виду, что на величину эффекта влияют свойства — уравнения состояния — обкладок и диэлектрика, а также носителей электрического вещества, ибо все эти элементы внутри системы органически между собой связаны. В принципе таким способом можно осуществить самоподдерживающийся процесс, без внешнего возбуждения колебательного контура, но с обязательным начальным пусковым электрическим импульсом на обкладках конденсатора. [c.204]

Из уравнений (220) и (222), обобщенных седьмым началом, видно, что процессы заряжания и экранирования описываются внешне похожими формулами. Вместе с тем мы теоретически установили, что в физическом плане эти процессы имеют весьма существенные различия. При заряжании данным веществом происходит изменение сопряженного с этим веществом интенсиала системы, никаких других побочных эффектов не наблюдается. При экранировании изменение данного интенсиала потока сопровождается выделением или поглощением термического вещества, что является эффектом, дополнительным по отношению к основной степени свободы системы. [c.205]

В целом истинно простое метрическое явление, как и хрональное, подчиняется всем законам ОТ. Например, переход метрического вещества через контрольную поверхность системы сопровождается совершением работы (первое начало). Количество метрического вещества, мерой которого служит масса, подчиняется закону сохранения (второе начало). Связь метрического явления со всеми остальными регулируется третьим и четвертым началами. Перенос метрического вещества происходит под действием разности метриалов (пятое и шестое начала), этот процесс сопровождается эффектами заряжания и экранирования (седьмое начало). [c.250]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология