Энергетическая теория разделения

Зонная теория исходит из рассмотрения энергии электронов в периодическом потенциальном поле решетки твердого тела. Электронная структура отдельных атомов характеризуется дискретными энергетическими уровнями, разделенными запрещенными состояниями. При образовании кристаллической решетки происходит, благодаря взаимодействию атомов, перекрыванию соответствующих орбит и обобществлению валентных электронов, некоторое взаимное смещение и сближение одинаковых энергетических уровней с их расширением и слиянием в зоны (рис. 8). При этом обобществление валентных электронов приводит к образованию валентных зон. Переход от одного состояния к другому внутри зоны может в металле совершаться практически непрерывно, [c.55]

Кажущаяся простота постановки вопроса еще не означает простоты ответа на поставленный вопрос. Каждая разделительная установка независимо от выбранного технологического приема выполняет работу разделения. Выполнение работы разделения, как и всякой другой работы, связано с затратой энергии. Лучшим технологическим приемом мы будем называть такой прием, который обеспечивает выполнение работы разделения с минимальными затратами энергии. Таким образом, вопрос о выборе самого дешевого способа разделения переносится в область термодинамической оценки эффективности технологического процесса. Переход к энергетическому рассмотрению процесса разделения требует введения некоторых понятий, ранее мало применявшихся в теории разделения. К этим понятиям относятся [c.35]

Согласно более ранней, имеющей почти полуторавековую историю, гетерогенной трактовке процессов электрохимической коррозии металлов (теории локальных элементов), участки анодной и катодной реакций пространственно разделены и для протекания коррозии необходим переток электронов в металле и ионов в электролите. Такое пространственное разделение анодной и катодной реакций энергетически более выгодно, так как они локализуются на тех участках, где нх прохождение облегчено (энергия активации реакции меньше). [c.186]

Проработка сублимационного объемно-центробежного способа Исследования вихревых труб и аппаратов и опыт эксплуатации промышленных образцов показали их высокие конденсационно-сепарационные свойства при очистке парогазовых смесей. Однако какая-то доля сконденсировавшихся паров выносится из аппаратов. Эти факты объясняются положениями качественной теории процесса энергетического разделения газа в вихревой трубе. Как было показано, в случае жидкой дисперсной фазы найдено много интересных оригинальных конструктивных решений ее сепарации и повышения общей эффективности вихревой трубы и аппаратов. Однако эти решения не могут быть использованы для случая сублимирующихся продуктов, в частности, продуктов парофазного окисления дурола, так как они обладают пирофорными свойствами. В этом случае в конструкции аппарата должны быть исключены застойные зоны, в которых могла бы скапливаться дисперсная фаза. [c.110]

ОСНОВЫ ТЕОРИИ ЭФФЕКТА ЭНЕРГЕТИЧЕСКОГО РАЗДЕЛЕНИЯ ГАЗА [c.38]

Разрушение структуры может происходить по двум механизмам— энергетическому и энтропийному. Это разделение следует из общего уравнения в общей теории Эйринга — вязкости и диффузии жидкостей [c.150]

Связь структурного фактора с электронными свойствами металлов. Одним из физических свойств металлов, непосредственно связанных с ближним порядком и энергией взаимодействия частиц, является электропроводность. Развитие квантовой теории твердого тела привело к выводу, что электропроводность жидких металлов можно вычислить теоретически по экспериментальным данным для структурного фактора а(5), задавая Фурье-образ потенциальной энергии взаимодействия электронов с атомами расплава. Основная идея, на которой базируются расчеты электропроводности, состоит в том, что рассеяние электронов проводимости жидкого металла описывается структурным фактором, аналогичным для рентгеновского излучения или нейтронов. Заметим, что структурный фактор рассеяния электронов проводимости ограничен значениями 5, которые для одновалентных металлов находятся слева от первого максимума а 8), а для двух (и более) валентных металлов —справа от него. В то же время, по данным рассеяния медленных нейтронов и рентгеновских лучей длиной волны X = 0,5—0,7 А, структурный фактор определяется до 5 = 15—20 А"1. Выясним, чем же обусловлено такое различие а(5). По современным представлениям, электроны проводимости металла нельзя рассматривать как свободные. Их движение в кристалле модулировано периодическим силовым полем решетки. Непрерывный энергетический спектр свободных электронов в -пространстве распадается на зоны разрешенных энергий — зоны Бриллюэна, разделенные интервалами энергий, запрещенными для электронов. На шкале энергий Е к) зоны Бриллюэна изображают графически в виде полос разрешенных значений энергии и разрывов между ними (рис. 2,13). В трехмерном/г-пространстве они имеют вид многогранников, форма которых определяется симметрией кристаллических решеток, а размеры — параметрами решетки. Для гранецентрированной кубической решетки первая зона Бриллюэна представляет собой октаэдр, а для объемно-центрированной решетки — кубический додекаэдр. [c.52]

Рассмотренные предельные случаи слабой и сильной связей приводят к качественно аналогичным результатам — к зонной теории твердого тела. Количественные результаты, полученные в этих случаях, отличаются друг от друга. В приближении сильной связи, как правило, возникают узкие энергетические зоны, далеко отстоящие друг от друга. Приближению слабой связи, наоборот, соответствуют широкие зоны, разделенные узкими энергетическими щелями. [c.126]

Корродирующая поверхность металла является короткозамкнутым многоэлектродным гальваническим элементом. Материальный эффект электрохимического разрушения (растворения) сосредоточен на анодных участках корродирующего металла. Анодное растворение металла возможно при одновременном протекании катодного процесса - ассимиляции освободившихся электронов на катодных участках металла. Согласно классической теории электрохимической коррозии, участки анодной и катодной реакции пространственно разделены, и для протекания процесса коррозии необходим переток электронов в металле и ионов в электролите. Однако пространственное разделение анодной и катодной реакции оказывается энергетически более выгодным, так как анодные и катодные реакции могут локализоваться на тех участках, где их протекание более облегчено. Поэтому в большинстве практических случаев протекание электрохимической коррозии обычно характеризуется локализацией анодного и катодного процессов на различных участках корродирующей поверхности металла. [c.7]

Основная идея метода возмущений в применении к теории реакционной способности может быть лучше всего понята при рассмотрении простой диаграммы взаимодействия для двух молекул К и 5, образующих переходный комплекс, К...5 (рис. 7-1). В настоящей главе обсуждение будет ограничено изменением и-электронно энергии и подчинено цели определения энергетической разницы между разделенными молекулами и переходным комплексом. [c.285]

Необходимо еще раз подчеркнуть, что разделение единой задачи на две — геометрическую и энергетическую — это приближенный прием, связанный с отсутствием точной квантовомеханической теории. При сопоставлении различных свойств катализаторов всегда приходится учитывать, что изменение каталитической активности в том или ином ряду веществ происходит в результате совместного действия двух факторов — геометрического и энергетического — и обычно нет возможности выделить действие только одного из них. Это связано с тем, что ни мультиплетная теория, ни квантовомеханические расчеты пока не дают ответа на вопрос, в какой мере несоответствие геометрических параметров можно компенсировать энергетическими изменениями. , [c.95]

В электростатической теории рассматриваются чисто электрические силы взаимодействия между телами и вовсе не рассматриваются какие-либо специфические химические силы типа тех, которые действуют между молекулами. Обсуждаемые в этой теории системы обычно являются макроскопическими телами, разделенными вакуумом, так что специфические силы несущественны. Поэтому развиваемые в электростатической теории представления нельзя прямо перенести на энергетические соотношения в конденсированных фазах. [c.82]

Современные представления о механизме люминесценции кристаллофосфоров основаны на зонной теории твердого тела. Как известно, по этой теории энергетический спектр электрона в изолирующем кристалле состоит из ряда зон дозволенных значений энергии, разделенных полосами запрещенных значений энергии. Верхняя зона заполненных уровней энергии обычно заполнена валентными электронами ионов решетки, как показано на схеме рис. 17. [c.44]

По поводу выступления Е. А. Устинова хотел бы сделать ряд замечаний. Автор использует подход, в котором собственно многокомпонентная адсорбционная фаза всегда считается идеальной, а ответственность за наблюдаемую на опыте неидеальность всегда возлагается на энергетическую неоднородность микропористой структуры адсорбента. Мне представляется такое безапелляционное распределение ролей необоснованным, а в общем случае просто неверным. Не говоря о том, что средства и методы, имеющиеся в распоряжении автора, не позволяют разделить вклады различных факторов в неидеальность адсорбционной фазы, часто подобное разделение практически невозможно из-за сильного взаимовлияния действующих факторов. Когда энергия парного взаимодействия разнородных молекул в смеси заметно различается от таковой для однородных молекул, раствор проявляет неидеальность, а если этот раствор находится в энергетически неоднородном поле, то последнее может либо усилить неидеальность, либо, наоборот, приблизить раствор к идеальному состоянию. Например, адсорбционная фаза в системе хлористый этил—диэтиловый эфир—активный уголь практически идеальна, несмотря на энергетическую неоднородность адсорбента и значительную неидеальность соответствующего объемного раствора. Да и сама энергетическая неоднородность адсорбента существует не сама по себе, а в значительной степени зависит от того, вкупе с какими адсорбатами она рассматривается. Поэтому видеть некорректность в попытке приписать термодинамике адсорбционного равновесия те факторы, за которые ответственна энергетическая неоднородность микропористой структуры некорректно. Термодинамика как наиболее общая феноменологическая теория ответственна за все, что касается адсорбционной системы. [c.71]

Согласно классической теории, такое соединение имеет плоскость симметрии и не может быть разделено на оптические антиподы. Однако обе конформации кресла представляют собой зеркальные изображения друг друга, и разделение их могло бы быть возможно при достаточной высоте разделяющего их энергетического барьера. Хассель отметил, что такой случай до настоящего времени неизвестен, имея при этом в виду, что в изученных примерах энергетические барьеры были не настолько высоки, чтобы помешать превращению одной конформации в другую. (Для определения числа возможных изомеров той или иной структуры следует всегда применять классические формулы.) [c.101]

По мере увеличения разницы в полярности двух блоков, согласно теории Краузе [500, 501], изложенной в разделе 4.7.1, (Хав)кр становится меньше. Другими словами, разделение фаз происходит при меньшей длине блоков. Предельным случаем являются карбоксилатные каучуки и иономеры, в которых полярные блоки представляют собой единичные мономерные звенья, включенные в углеводородную цепь. Фазовое разделение и образование ионных ассоциатов происходит благодаря чрезвычайно большой разнице в полярности обоих блоков. Термодинамические причины образования ионных ассоциатов можно выразить словами из работы Тобольского и др. [933] Тенденция к сегрегации и образованию ассоциатов обусловливается исключительно неблагоприятной термодинамической ситуацией, когда ионные солеобразные участки цепей растворены в углеводородной среде. Агрегирование ионных групп, входящих в разные цепи, облегчается благодаря таким энергетически невыгодным условиям. Этому же способствует наличие кулоновского взаимодействия между ионами . [c.145]

Таким образом, в нашем условном примере разделение энергетических эффектов, связанных с образованием раствора, на физические и химические нашло свое четкое количественное выражение. Аналогичным образом должно производиться разделение этих эффектов и в теории реальных растворов. Логарифмический член определяется исходя из химических соображений о комплексооб-разовании в растворе, ассоциации и диссоциации частиц и т. п., а нелинейный член выводится с помощью физической теории, аналогичной теории Дебая — Гюккеля для разбавленных растворов. [c.11]

Строение молекулярных спектров. Линейчатые спектры атомов. состоят из отдельных линий, разделенных значительными расстояниями. Каждая из них, согласно теории Бора ( 65), образована квантами света, излучаемыми при переходе электронов от одних энергетических уровней к другим. Существование близких [c.201]

В книге на современном уровне рассмотрены теоретические основы разделения порошков в подвижных потоках. На принципиально новой основе решены вопросы оптимизации их разделения. Изложены аналитические выводы о механическом взаимодействии частиц в потоке друг с другом и со стенками, ограждающими поток, что позволило расширить разработанную в теории динамическую модель процесса. Освещен новый подход к оценке качества процессов фракционирования, в основу которого положены кривые разделения. Рассмотрены принципы рационального аппаратурного оформления процессов разделения, математические модели и методы их расчета. Обобщен опыт промышленного внедрения новых аппаратов для разделения порошков. Книга предназначена для научных, инженерно-технических работников и аспирантов, занимающихся различными аспектами порошковой технологии. Она может быть также полезна студентам горных, металлургических, энергетических, строительных и химико-технологических вузов. [c.2]

Различие в проводимости твердых веществ хорошо объясняется на основе зонной теории проводимости. Согласно этой теории энергетический уровень атома твердого кристаллического тела представляется разделенным на зоны (рис. 14). Зоной проводимости называется зона энергетических уровней, которыми обладают свободные (возбужденные) электроны. Зоны уровней, в которых находятся обладающие наибольшей энергией, т. е. валентные, электроны, называются валентными зонами. Эти зоны могут быть разделены промежуточными уровнями энергии, в которых электроны находиться не могут. [c.14]

Согласно теории Тейлора активными центрами катализатора являются поверхностные атомы кристаллической решетки, обладающие ббльшим уровнем энергии по сравнению с другими атомами. Идея об активных центрах получила развитие в работах многих исследователей. В реальных кристаллах в зависимости от условий их роста бывают различные искажения плоскостей решетки. Из-за этого изменяются межплоскостные расстояния и возникают другие нарушения. Также нарушается стехиометрический порядок создается недостаток или избыток одного из компонентов. Стехиометрические нарушения и различные инородные примеси служат причиной разделения кристалла трещинами на отдельные блоки и увеличения энергетической неравноценности отдельных элементов кристалла. Различной природы нарушения в кристаллах увеличивают адсорбционную поверхность и число адсорбционных и каталитических центров. Поэтому в теориях гетерогенного катализа большое внимание уделяется реальному строению активной поверхности. [c.129]

Энергетическая теория разделения частиц. При разделении в любой гравитационной машние взвесь минеральных частнц в жидкости приближенно можно рассматривать как механическую систему тел, находящуюся в поле силы тяжести в неустойчивом равновесии. [c.6]

Большое количество полинептидов и биологических молекул, таких, как рибонуклеиновая кислота (РНК), дезоксирибонуклеиновая кислота (ДНК), коллаген и вирус табачной мозаики (ВТМ), сушествуют в различных растворителях в- виде клубков из спиралей. Отношение главных полуосей таких молекул велико, что позволяет рассматривать их с гидродинамической точки зрения как палочкообразные. По достижении критической концентрации с в результате энергетически более выгодной упаковки палочкообразных молекул в растворителе происходит самопроизвольное образование упорядоченной фазы. Теория разделения системы палочкообразных молекул на упорядоченную и неупорядоченную фазы представляется хорошо обоснованной [13]. [c.257]

Каждую из указанных моделей мо>кно с успехом применять как к стационарным, так и к нестационарным задачам физики реакторов. Однако диффузионные уравнения, учитывающие временную зависимость, легко решаются только для нескольких простейших задач теории реактора. Труднее рассматривать более сложные системы (из двух или более областей) и системы, для которых играет роль энергетическая зависимость функции распределения. Временные задачи, связывающие мощность реактора с функцией распределения нейтронов, не допускают отделения временных переменных от пространственных. Однако во многих случаях можно уловить основные черты явления, используя простые физические модели, допускаюп1,ие разделение переменных. Конечно, подобные решения но вполне строги, но, как уже было сказано, они дают возможность получпть и оцепить основные характеристики рассматриваемых систем. [c.23]

Особое достоинство этой формулировки явления рассеяния состоит в ТОМ, что она иозволяет трактовать ряд проблем, возникающих в теории реакторов, по методу энергетических групп Фейнмана — Уэлтона. Таким образом, посредством соответствующего выбора разделения сечений рассеяния по категориям можно изучать реакторы на тепловых, эпитепловых или быстрых нейтронах. [c.356]

В вихревой трубе обеспечивается эффективное температурное разделение поступающего сжатого газа на охлажденный и нагретый потоки. Данное явление, открытое еще в 1931 г. Жозефом Ранком, до настоящего времени полностью не раскрыто, хотя предложено много гипотез для его объяснения [9, 10, 12-14]. Так, сущность вихревого эффекта пытались объяснить только перестроением в сечении соплового ввода ВТ свободного вихря в вынужденный, под действием сил трения, расширением истекающей струи из соплового ввода в осевую зону и сжатием ее в периферийной зоне ВТ за счет центробежных сил. Наиболее глубокое теоретическое объяснение вихревого эффекта в противоточной трубе, подтверждаемое экспериментами, дано А. П. Меркуловым [9], принявшим за основу гипотезу взаимодействия вихрей Г. Шепера [13] и теоретические предположения Ван Димтера [14] об энергетическом обмене в вихревой трубе за счет турбулентного перемешивания потоков. Многие специалисты по вихревому эффекту у нас в стране считают данную теорию наиболее полной. А. В. Мартынов и В. М. Бродянский [10] дали несколько иное толкование механизма вихревого процесса в трубе. [c.27]

Теория кристаллического поля предсказывает, что когда в октаэдрическом поле лигандов на / -подуровне центрального атома одна орбиталь занята неспаренньш электроном или парой электронов, а вторая орбиталь свободна, то происходит снятие энергетического вырождения . -подуровня (разделение дважды вырожденного дублета на два невырожденных синглета) — эффект Яна—Теллера. В соответствии с табл. 11.1 это имеет место в слабом поле лигандов для центральных атомов с конфигурацией djd] и в сильном поле лигандов для центральных атомов с конфигурациями d dl и d d [c.190]

Выше отмечалось, что, начиная с Хаггинса, огромную роль в стабилизации пространственной формы белковой цепи стали отводить пептидным водородным связям. Считалось, что именно они формируют вторичные структуры - а-спираль и р-складчатые листы. Но что в таком случае удерживает эти структуры в глобуле и под влиянием каких сил белковая цепь свертывается в нативную конформацию в водной среде, где пептидные водородные связи N-H...O= и электростатические взаимодействия малоэффективны Можно поставить вопрос иначе. Почему внутримолекулярные взаимодействия у природной гетерогенной аминокислотной последовательности превалируют в водном окружении над ее взаимодействиями с молекулами воды Фундаментальное значение в структурной организации белковой глобулы стали отводить так называемым гидрофобным взаимодействиям. Само понятие возникло в начальный период изучения коллоидного состояния высокомолекулярных веществ, в том числе белков. Первая теория явления, правда, не раскрывающая его сути, предложена, в 1916 г. И. Ленгмюром. Ему же принадлежит сам термин и разделение веществ на гидрофобные, гидрофильные и дифиль-ные. Природа гидрофобных взаимодействий была объяснена У. Козманом (1959 г.). Он показал, что низкое сродство углеводородов и углеводородных атомных групп к водному окружению обусловлено не неблагоприятными с энергетической точки зрения межмолекулярными контактами, а понижением энтропии. На энтропийный фактор обращали внимание еще в 1930-е годы для объяснения причин образования мицелл моющих средств в водных коллоидных растворах (Дж. Батлер, Г. Франк, Дж. Эдзал), однако такая трактовка формирования компактных структур не была перенесена на белки. Впервые это сделал Козман, поэтому гидрофобная концепция носит его имя. [c.73]

Цель настоящей главы состоит в разработке общей теории, пригодной для всех процессов разделения независимо от типа применяемого метода разделения или вида извлекаемого изотопа. Предлагаемая теория относится к непрерывным процессам, для которых коэффициент разделения не зависит от состава изотопной смеси. Кроме того, данная теория ограничивается рассмотрением бинарных смесей изотопов. Для любого разделительного процесса теория стационарных режимов работы каскада позволяет определить количество ступеней, необходимое для разделения данной питающей смеси на продукт и отвал заданного состава, а также рассчитать все характеристические параметры, определяющие работу каскада на любой ступени. Среди этих параметров наиболее важными являются межступенные потоки разделяемых фракций, поскольку их сумма по всему каскаду позволяет оценить как размеры завода, так и энергетические затраты, что необходимо для определения себестоимости готового продукта. [c.16]

Всем, имевшим дело с гидродинамикой, конечно, хорошо известно, что различают вихревое и безвихревое движение. Оказывается, что это разделение имеет место и в квантовой теории вопроса, причем здесь можно провести резкую границу между вихревым и безвихревым движением. Далее квантовая механика показывает, что в то время как в классической теории мы могли бы представит] , себе сколь угодно малое и слабое вихревое движение, вследствие квантовых явлений такое вйхреобразование, если можно так выразиться, происходит только скачками. Оказывается, что образование вихря связано всегда с скачкообразным увеличением энергии на какую-то характерную для данной ж Iдкo ти величину. Величину, разумеется, очень малую и обычно незаметную ввиду крайней слабости квантовых йффеКтов в обычных жидкостях. Наличие такой энергетической щели между безвихревым [c.14]

Твердые полупроводники характеризуются зонной знепрятитадп-дои структурой.,В свободных атомах электроны имеют не любые, а строго определенные, дискретные значения энергии. Создание твердого тела рассматривается как процесс сближения,большого числа атом В /Тб7 при таком сближении, как показывает квантовая теория, происходит взаимодействие энергетически одинаковых электронов, при этом из одинаковых уровней у далеко разделенных [c.276]

Помимо известной тенденции к определению ароматического характера в терминах и-электронной энергии делокализации, энергии резонанса или какой-либо другой энергии, указывающей на разницу между циклической сопряженной системой и ациклической или несопряженной моделью, мы отдаем себе отчет в том, что химическая устойчивость в неменьшей степени является первичной характеристикой ароматичности. Если может быть показано, в соответствии с теорией [24], что гептафульвен обладает заметной энергией резонанса, то ни он, ни его родственник — фульвен не обнаруживают хи.миче-ской устойчивости, соответствующей ароматической энергетической поверхности. Ароматическая страна в этом последнем смысле состоит из определенным образом связанных долин, разделенных сравнительно [c.59]

Разумеется, большую часть упомянутых выше сведений можно получить и другими спектроскопическими методами. Однака некоторые присущие методу ЭПР особенности делают его уникальным. Во-первых, при помощи методов УФ- и ИК-спектроскопии наблюдают переходы между энергетическими уровнями, отде.тен-ными друг от друга величинами энергий порядка нескольких килокалорий на моль, а в методе ЭПР мы имеем дело с уровнями, разделенными по энергии только калориями на моль. Такилг образом, небольшие эффекты, связанные с характером окружения, которые трудно обнаружить методами ИК-и УФ-снектроскопии, отчетливо наблюдаются методом ЭПР. Во-вторых, несмотря на то что теория, связывающая данные ЭПР с эффектом окружения. достаточно с.тожна, ее часто проще применить, чем соответствующие теории оптических спектров. Третья особенность метода ЭПР является более тонкой. Из того, что было сказано до сих пор, ясно, что этот метод исследует неспаренные электроны. Отсюда можно сделать вывод, что он непри.меним к веществам, которые обычно считаются диамагнитными. Однако если в диа-.магнитном веществе содержатся пара.магнитные частицы дажр в. миллионных долях в виде дефектов или посторонних атомов, то такие дефекты или посторонние атомы будут наблюдаться. методом ЭПР. Таким образом, вследствие чувствительности спектров к характеру окружения они. могут оказаться чувствительны.м зондом для исследования твердого тела. [c.435]

Процесс течения, т. е. развитие необратимой деформации, происходит в результате последовательного перемещения сегментов макромолекул. При этом передача внешнегс"импульса по цепи макромолекулы аналогична волновому движению. Потенциальная энергия элемента течения относительно исходного положения и места перехода имеет два минимума, разделенных потенциальным барьером с высотой С/ (рис. 2.4). [Согласно теории Френкеля и Эйринга, элементарный акт течения осуществляется путем перехода через энергетический барьер молекулярно-кинетической единицы под воздействием внешней энергии, создаваемой при сдвиге слоев жидкости. [c.36]