Поглощение звука методы определения

Как указывалось в гл. 2, многие физические свойства очень чувствительны к присутствию примесей, и в стандартных учебниках по анализу рассмотрено много примеров применения неизбирательных методов [1]. Однако не все физические свойства можно привлечь для определения следов элементов (понятие следы относится к уровням концентраций менее 0,01%). Во-первых, точность измерения этих свойств не всегда достаточно высока (например, измерения температур замерзания и кипения, теплоты реакци , вязкости, поверхностного натяжения, упругости, скорости звука). Во-вто-рых, в настоящее время многие измерения еще очень сложны как теоретически, так и экспериментально (диэлектрическая релаксация, циклотронный резонанс, магнитоакустическое поглощение, внутреннее трение и свойств сверхпроводимости). Аналогично измерения оптических эффектов в твердых телах, включая люминесценцию, фотопроводимость и поглощение света, не всегда легко обеспечивают получение надежных данных о содержании примесей. В-третьих, другие свойства (например, восприимчивость или ширина линий спектра ферромагнитного резонанса) чувствительны только к определенным примесям в определенных основах. Не существует неизбирательного аналитического метода определения следов элементов, основанного на измерении магнитных свойств, поскольку структура пробы и присутствие компонентов в больших концентрациях по сравнению со следами играют доминирующую роль. В-четвертых, измерения термоэлектрических и некоторых механических свойств (вязкость, напряжение сдвига) можно использовать для подтверждения присутствия или отсутствия примесей, но их редко применяют как основной аналитический метод и поэтому они здесь не будут рассмотрены. Наконец, хотя многие свойства тела зависят от структуры, здесь не будут рассмотрены примеры обнаружения дефектов в кристаллических решетках (нанример, вакансий и дислокаций), поскольку эта тема слишком обширна. [c.376]

На этом мы закончим рассмотрение способов определения скорости звука и перейдём к изложению методов определения коэффициентов поглощения ультразвуков в различных телах. [c.80]

Существуют и иные способы расчёта а. Так, например, можно теоретически рассчитать зависимость между коэффициентом поглощения звука и шириною пика на кривой реакции интерферометра и пользоваться полученной зависимостью для определения коэффициента затухания ультразвука в различных газах [63]. Всем этим методам был присущ общий недостаток коэффициенты поглощения, измеренные различными исследователями, значительно расходились между собой. Наблюдаемое расхождение нельзя объяснить только случайными ошибками опыта или влиянием загрязнений, присутствующих в исследуемых веществах. [c.85]

Импульсный метод можно использовать и для определения поглощения звука в жидкостях. Представление о поглощении звука можно составить, осуществив специальным подбором длительности развёртки фотографирование сразу нескольких импульсов (рис. 69) уменьшение интенсивности звука вызывает соответствующее уменьшение сигнала на осциллографе. Уменьшение величины импульсов на фотографии происходит по экспоненциальному закону, однако показатель этой экспоненты не является собственно коэффициентом поглощения звука. Величина импульсов уменьшается не только благодаря собственно поглощению звука жидкостью или какой-либо средой, но также в силу других причин, из которых в первую очередь необходимо назвать неполноту отражения звука как рефлектором, так и кварцем. Поскольку коэффициенты отражения звука рефлектором и кварцем, как правило, неизвестны, этим способом нельзя определить коэффициент поглощения. Для нахождения коэффициента поглощения импульсным методом выравнивают с помощью аттенюатора величину сигнала, подаваемого на усилитель, таким образом, чтобы выброс на экране осциллографа оставался неизменным при различных расстояниях между кварцем и рефлектором. [c.97]

Экспериментально затухание звука находят как разность уровней сигнала на выходе приемника в чистой жидкости и в газовой эмульсии. Однако чувствительность такого метода невысока. В практике нашел применение более чувствительный реверберационный метод. В сосуде с исследуемой жидкостью создают звуковые волны определенного спектра частот, после чего источник звука выключают. Звук постепенно затухает (реверберирует) в объеме, так как происходит поглощение его жидкостью и стенками сосуда излучение его стенками сосуда в воздух утечка звуковых волн через системы, связывающие сосуд с креплением и приборами поглощение газовыми пузырьками. [c.172]

Помимо методов, основанных на разделении газовых смесей, на химическом поглощении отдельных их компонентов и на получении спектров, применяются также в целях газового анализа различные определения физических н физико-химических свойств газовых смесей. К числу таких свойств относятся плотность и вязкость газа, тенлонроводность, магнитная восприимчивость, скорость звука в газе, его преломляющая способность, электропроводность растворов, содержащих ионы газообразных веществ, и т. д. [c.301]

Измерители интенсивности с приемниками, реагирующими на температурные изменения. Для измерения интенсивности главным образом высоких ультразвуковых частот применяют термоакустические приборы, так как поглощенная звуковая энергия переходит в тепловую. Для измерения интенсивности ультразвука обычно применяют маленький (1—2 мм) шарик из какого-либо хорошо поглощающего звук вещества. Чем больше интенсивность в данной точке звукового поля, тем больше нагревается шарик. Хотя часть тепла расходуется на нагрев омывающей шарик жидкости, все же через некоторое время (практически несколько секунд) устанавливается тепловое равновесие, и шарик нагревается до определенной температуры, которую можно измерить термопарой, помещенной в шарик. Достоинства такого метода измерения — его простота и небольшие размеры щупа недостатки — сравнительно малая чувствительность и зависимость ее от частоты. [c.166]

Указанный метод неприменим в том случае, если поглощение упругих волн в исследуемом стержне велико. Кроме того, не всегда бывает удобно изготовить из исследуемого материала стержень необходимых размеров. Поэтому наряду с описанным методом широкое распространение приобрёл метод составного стержня [318]. Для определения скорости звука [c.101]

Для исследования релаксационных процессов, внутри- и межмолекулярных взаимодействий в полимерах большое значение имеют акустические методы, которые также могуг быть использованы для определения геплоемкости при температурах, близких к абсолютному нулю, прочности высокомолекулярных материалов, ориентации макромолекул, степени сшичания и т. Д. Наличие четкой зависимости химического строения, физической структуры, молекулярной подвижности и т. д. от 1аких параметров, как скорость и коэффициент поглощения звука, позволяет быстро и точно измерить Е" и tg ср в широком диапазоне частот и амплитуд без изменения структуры или разрушения изделия, что облегчает интерпретацию полученных результатов в случае акустических спектрометров эти измерения автоматизированы. Особо перспективно применение акустических методов в дефектоскопии полимеров и при неразрушающих испытаниях. См. [14]. [c.389]

Н-связь, независимо от длины и разветвленности углеродно цепи, наличия сильных электроотрицательных групп или, как это было показано в некоторых случаях, замещения в Н-связи атома водорода иа дейтерий. Эти данные не подтверждают предположения о том, что дейтериеваи связь прочнее водородной (см. [2 36, 2137]). Число работ, в которых изучались кислоты в жидкой и твердой фазах, иевел1Ш0, поэтому сделанные выше выводы нельзя распространять и на эти фазы. Наиболее достоверное значение для жидкой фазы —АЯ 6,7 ккал/моль (стеариновая кислота, 117891) лежи г с пределах погрешности приведенной выше величины. Метод поглощении звука дает, по-видимому, заниженные значения АН (на 2—4 ккал/моль), которые в настоящее время следует рассматривать как лежаш,ие за пределами погрешности значений, полученных другими методами. Аллен и Кал-дин [251 пришли к выводу, что данные, полученные по методу плотности нара, имеют точность 0,1—0,2 ккал/моль спектроскопические измерения менее точны, их погрешность составляет +1 ккал/моль. Данные, полученные разными экспериментаторами, не попадают в указанный предел погрешности. Определение энтропии производится с меньшей точностью, только [c.182]

Величины скорости и поглощения ультразвука в той или иной жидкой среде часто удается связать с физикохимическими особенностями данной среды. Это позволяет, с одной стороны, сделать выводы о строении вещества, внутримоле1 улярных связях и прочих вопросах, интересующих специалистов молекулярной физш и. С другой стороны, этим методом можно контролировать концентрации сред, наличие в них посторонних примесей, а та же исследовать кинетику протекания процессов и реакций. Подобный метод ультразвукового анализа и контроля основан на непрерывном определении величин скорости и поглощения звука в исследуемой среде. Ультразвуковой метод анализа физико-химических процессов, как метод контроля жидких сред химического, гидролизного, лако- [c.8]

Впервые скорость звука и в жидком нормальном водороде была измерена Питом и Джексоном (121] в 1935 г. Исследователи использовали интерферометрический метод при частоте 427 кгц. Измерения проведены в точке нормального кипения водорода (20,4°К) с погрешностью около 0,5%, что соответствует абсолютной погрешности (5—7) м сек. Галт [122] в 1948 г. измерил скорость и поглощение звука в жидком нормальном водороде при температуре 17 °К и частоте 44,4 Мгц импульсным методом. При указанной ошибке определения температуры полученное значение скорости звука должно ограничиваться погрешностью (20—30) м сек. Ван-Иттсрбик с сотрудниками [123] исследовалп зависимость и(Т) в нормальном жидком водороде иа линии насыщения в диапазоне 14—2ГК интерферометрическим. методом при частоте 523 кгц, однако полученные результаты, по признанию самих авторов [124], оказались недостаточно корректными. В 1954 г. Ван-Иттербик, Ван-дер-Берг и Лимбург [125] измерили скорость звука в нормальном водороде при частоте 1 Мгц и в параводороде при частоте 3 Мгц при температуре в нормальной точке кипения оптическим и интерферометрическим методами. Использование разных методов дало результаты, отличающиеся до 7 м/сек (в табл. 40 данные этой работы, полученные оптическим методом, от.мечены звездочкой). [c.97]

Расчет коэффициента адиабатической сжимаемости Рз = = — (Й1п У/дP)s связан с формулой Лапласа 114.29), а потому — с акустическими исследованиями растворов, в которых наряду с измерениями скорости звука часто изучается поглощение звука. Изотермическую сжимаемость определяют прямыми и косвенными методами. Прямые методы предполагают экспериментальное изучение зависимости объема от давления Кт — — дУ/йР)т. В качестве примера можно упомянуть исследования Кт в системах НгО — ДМСО [253], НгО — /-ВиОН [254], разбавленных водных растворов спиртов, амидов и ацетонитрила [109]. Косвенные методы основаны на использовании формулы (111.31), либо на экспериментальном определении термического коэффициента давления (дР/дТ)у = я и формуле р - = р/л, где ар =(д 1п У дТ)р. Последним способом были определены изотермические сжимаемости в системе НгО— Hз N при 298 и 318 К [255]. Чаще, однако, используется соотношение (111.31). [c.148]

Методы, основанные на поглощении звука. Использование измерений скорости распространения звука для определения скорости протекания быстрых реакций п газах было предложено Нернстом и Кейтелем [101] в 1910 г. Ричардс [102] в 1939 г. критически рассмотрел некоторое число экснеримен-тальных попыток применения этого метода. Отклонения газов от идеального состояния осложняют вычисления и затрудняют измерения при низких давлениях. [c.141]

Образование ассоциатов в растворах электролитов было доказано экспериментально с помощью различных методов криоскопических [23] и кондук-тометрических [17, 24], путем измерения скоростей реакций [25], определения коэффициента распределения между несмешивающимися жидкостями [261, электрохимических (потенциометрическое титрование [271), а также непосредственно с помощью измерения оптического поглощения (ультрафиолетовый [28] и [291 видимый свет), комбинацион гого рассеяния [30], поглощения звука [311 и ядерного магнитного резонанса [32]. Обзор этих методов дан в работе [331. [c.117]

Хотя попытки применить ультраакустические измерения для изучения кинетики химических реакций предпринимались неоднократно [51, 197], однако только разработанный С. Я. Соколовым [54] чрезвычайно точный метод определения небольших изменений скорости ультразвука в растворах позволяет надеяться на успех при изучении кинетики химических реакций с помощью ультразвуковых измерений. В том случае если звук распространяется в реакционно-способной среде, можно ожидать дисперсии скорости звука [196]. Прозвучивая реакционную смесь и измеряя непрерывно скорость звука и коэффициент поглощения, можно следить за развитием протекающего в смеси процесса, поскольку протекание химической реакции будет вызывать изменение обеих величин. Метод Соколова [54] может быть использован для изучения реакций, протекающих в самых разнообразных условиях в газообразной, жидкой и твёрдой фазах вне зависимости от прозрачности системы. Таким способом можно изучать как медленные химические превращения, так и весьма быстрые, протекание которых измеряется микросекундами. Интенсивность ультразвуковых колебаний выбирается такой,чтобы сами колебания не оказывали влияния на кинетику химической реакции. Желательная область частот в каждом частном случае должна быть выбрана отдельно. Возможно, что данный метод окажется полезным не только для измерения скоростей протека- [c.204]