Диффузия в системах с однородной температурой

Диффузия в системах с однородной температурой 15. О диффузии в системах с неоднородной температурой [c.391]

Ввиду того, что диаграмма состояния системы алюминий — бор характеризуется большим количеством перитектических превращений, сплавлением не удается получать достаточно чистые соединения определенного фазового состава, и исследователи вынуждены прибегать к процессам спекания, которые осуществляются реакционной диффузией бора в алюминий. Время и температура диффузии, необходимые для образования однородной фазы, описываются экспоненциальной зависимостью [9] [c.33]

Диффузия в системах с однородной температурой [c.326]

Следует также отметить, что поскольку в ходе кристаллизации при разных температурах из расплава выпадают кристаллы твердого раствора разного состава (например, при / состава с, при t2 состава С1 и т. д.), может создаться впечатление, что полностью затвердевший расплав должен представлять собой смесь кристаллов твердого раствора разного состава. Однако при равновесных условиях (а диаграммы состояния выражают только равновесные состояния вещества) этого не произойдет. Окончательно затвердевший расплав будет состоять только из одних однородных кристаллов твердого раствора состава С2, совпадающего с составом исходного расплава. Это произойдет именно потому, что точки кривой солидуса выражают такое состояние системы, когда равновесие уже установилось, а это предполагает, что процесс диффузии прошел до конца. Поскольку на кривой солидуса данной температуре соответствует в равновесных условиях только один какой-то определенный состав твердого раствора, ранее выпавшие кристаллы другого состава должны исчезнуть в результате диффузии произойдет перераспределение вещества между жидкостью и ранее выпавшими кристаллами и образуются только кристаллы состава, определяемого соответствующей температурой. Поскольку процесс диффузии протекает сравнительно медленно, в реальных условиях при достаточно быстром охлаждении он не всегда успевает пройти до конца. Поэтому в природе [c.231]

При исследовании процессов проницаемости в большинстве случаев исходят из предположений, что полимер является структурно однородным и можно считать, что перенос вещества происходит в сплошной среде по простому активационному механизму. Однако совсем недавно были получены данные о микропористой структуре некоторых аморфных полимеров ниже или вблизи их температуры стеклования а также частично кристаллических полимеров выше их температуры стеклования . Присутствие микропор, мелких каналов, трещин или других дефектов в структуре полимера позволяет диффундирующему веществу свободно перемещаться через среду наряду с перемещением по механизму активированной диффузии. Одновременная диффузия и конвекция наблюдались в некоторых системах твердое тело — диффундирующее вещество , 195 210, 218 Математический анализ такого механизма переноса был проведен Фришем . [c.207]

Таким образом, области / на диаграмме состояния рассматриваемой системы (рис. 151) отвечает расплав, области II — сосуществование расплава и кристаллов твердого раствора, области III— твердый раствор. При равновесии точки обеих кривых на диаграмме связаны между собой каждой температуре отвечает расплав определенного состава и кристаллы тоже определенного состава, но другого, чем состав расплава (например, точке е отвечает точка р). В ходе процесса кристаллизации температура системы понижается и равновесие между расплавом и кристаллами, образовавшимися ранее, т. е. при более высокой температуре, нарушается. Поэтому кристаллизация сопровождается диффузией, в результате чего при медленном проведении процесса зерна всего сплава получаются однородными и имеют одинаковый состав. При быстром охлаждении процессы диффузии не успевают происходить и сплав получается неоднородным. [c.542]

Эффективность процесса эмульгирования, которая определяет и устойчивость полученной эмульсии, зависит в основном от характера и интенсивности механического воздействия и от способа введения эмульгатора в эмульгируемую систему. Механическое воздействие вызывает диспергирование внутренней фазы на отдельные небольшие глобулы, так что чем ниже поверхностное натяжение на границе эмульгируемых фаз, тем меньше затрачивается работы на этот процесс. Действие коллоидных мельниц и гомогенизаторов разных типов сводится к созданию в жидкой среде наибольших сдвиговых усилий, облегчающих образование мелких однородных глобул. В системах с очень низким значением междуфазного поверхностного натяжения эмульгирование может происходить самопроизвольно без воздействия извне. В этом случае смешение фаз происходит благодаря конвекционным токам, вызываемым диффузией и небольшими местными разностями температур. Так, раствор пальмитиновой кислоты в парафиновом масле высокой степени очистки, будучи влит в водный раствор едкого натра, образует эмульсию самопроизвольно. На поверхности раздела фаз мыло, действующее как эмульгатор, образуется in situ и благодаря теплоте реакции и диффузии фазы смешиваются, образуя эмульсию [57]. Но при вливании парафинового масла в водный раствор пальмитата натрия самопроизвольного эмульгирования не происходит. Среди систем с очень низким междуфазным натяжением отмечено много других аналогичных примеров самопроизвольного эмульгирования [58]. Однако в большинстве случаев для образования эмульсий требуется механическое диспергирование, которое может быть осуществлено разными способами, от перемешивания вручную до использования сложных механических приспособлений. Один из наиболее эффективных методов образования змульсий заключается в одновременном пропускании обеих жидкостей [c.342]

Гомогенные (однородные) реакции протекают в однофазной системе (газовой, жидкой или твердой) во всем объеме. Реакции в системе газ — газ проводятся обычно при высокой температуре. Скорость их велика. Для гомогенизации газовой смеси в большинстве случаев достаточно простой диффузии (из-за высокой подвижности молекул газа), но иногда для обеспечения перемешивания приходится использовать специальные устройства (например, сопло). К этой категории реакций относятся процессы горения горючих газов, термический крекинг газообразных углеводородов и т. д. [c.7]

В предыдущих главах мы имели дело с точечными системами. При этом подразумевалось, что перемешивание или диффузия приводят к синфазности всех процессов в объеме, занимаемом системой. На самом деле, любой живой объект — будь то комплекс взаимодействующих молекул, ткань, состоящая из совокупности клеток, или биоценоз — является распределенной системой, в которой возмущения распространяются с определенной скоростью. Если скорости взаимодействий, проницаемость мембран и другие параметры не зависят от координат, то система будет однородной. Если же параметры системы зависят от координат, например, вследствие различной освещенности, наличия градиентов температуры, то математические модели таких систем также содержат коэффициенты, зависящие от координат. [c.158]

Диффузией называют самопроизвольный процесс, стремящийся к установлению внутри фаз равновесного распределения концентраций. Б однородной по температурам и давлениям смеси процесс диффузии направлен к выравниванию концентраций в системе при этом происходит перенос вещества из области с большей в область с меньшей концентрацией. [c.328]

Два описанных выше метода работы аналогичны граничным условиям постоянной температуры стенки и постоянного теплового потока в теплообменных системах. Мы видели ранее в этой главе, что дифференциальные уравнения молекулярной диффузии веш ества и теплопроводности подобны. Мы видели также, что в массообменных системах, в которых скорость, нормальная к стенке, мала в сравнении со скоростью свободного потока, закономерности массопередачи аналогичны закономерностям теплопередачи при отсутствии переноса веш ества. Вследствие этого результаты по теплопередаче в трубе, приведенные в гл. 24, могут быть использованы для расчета коэффициентов массопередачи простым замещением числа Нуссельта числом Шервуда, а числа Прандтля числом Шмидта в решениях для теплопередачи. Решение для местного числа Шервуда может быть получено по рис. 24. 3 либо для однородного потока, либо для однородной концентрации у стенки для потоков с плоским и параболическим профилями. Решения для среднеарифметической и среднелогарифмической движуш ей силы можно получить из рис. 24. 4. [c.496]

В ходе процесса кристаллизации температура системы понижается и равновесие между расплавом и кристаллами, образовавшимися ранее, т, е. при более высокой температуре, нарушается. Поэгому кристаллизация сопровождается диффузией, в результате чего при медленном проведении процесса зерна всего сплава получаются однородными и имеют одинаковый состав. При быстром охлаждении процессы диффузии не успевают происходить и сплза получается неоднородным. [c.549]

Приведенные выше соотношения для времен релаксации Т р, и функции релаксации (спада) поперечной намагниченности справедливы при условии существования единой спиновой системы образца и изотропном характере молекулярного движения, когда при Тс- 0 диполь-дипольные взаимодействия ус-редняются полностью. В полимерах эти условия часто не выполняются. В зависимости от химической структуры и морфологии полимера, от интенсивности молекулярного движения спиновая система может быть как однородной (единой), так и неоднородной, т. е. распадаться на отдельные подсистемы (или фазы), характеризуемые собственной спиновой температурой. Подсистемы могут находиться в тепловом равновесии между собой, образуя единую спин-снстему, если процессы взаимного опрокидывания спинов (диффузии спинов) ведут не только к выравниванию локальных различий в поляризации (намагни- [c.262]

Если в нашей системе растворимость в твердом состоянии не зависит от температуры, то при любой температуре границы областей смесей фаз на плоской диаграмме будут совпадать друг с другом и с теми границами, которые указаны на рис. XIX.31. Одпако такой случай осуществляется в действительности редко обычно же растворимость при понижении температуры падает, что ведет к уменьшению областей однородных твердых растворов и к увеличению треугольника аРу. Что же касается областей, аналогичных области fitiaiPx i (пространств вторичных выделений, см. рис. XIX.28, б), то они становятся тоньше и несколько удлиняются в горизонтальном направлении, параллельном граням призмы. Впрочем, диффузия в твердом состоянии очень медленна, поэтому получить па диаграмме границы областей, отвечающих равновесию при той или иной температуре, затруднительно. [c.254]

Критические явления при равновесии между двумя жидки-ви фазами открыты Д. Н. Абашевым (1857 г.) фундаментальный вклад в их исследование внес А. Ф. Алексеев (1872 г.). Для понимания критических явлений в растворах важны работы Д. П. Коновалова (1884 г.). В них содержится обширный опытный материал, впервые подтвердивший основные уравнения критической фазы бинарного раствора. Д. П. Коновалов первым, независимо от Гиббса, объединил переход расслаивающихся растворов в однородные (с изменением температуры) и критические явления при испарении чистых жидкостей. Он раньше других связал факт незначительной зависимости химического потенциала компонента раствора от его состава с медленностью диффузии вблизи критической точки. Д. П. Коновалов предсказал на примере системы палладий— водород (1909 г.) существование критических явлений в твердых растворах. [c.43]

Важным условием мицелло- и структурообразования дисперсной фазы смазок является температура и скорость ее изменения — скорость охлаждения мыльно-масляного расплава. Выше некоторой критической температуры скорость роста кристаллов значительно больше скорости образования зародышей. Понижение скорости охлаждения и повышение концентрации загустителя способствуют получению более однородных частиц мыла [17]. Возрастание однородности дисперсных частиц происходит за счет пересыщения раствора, увеличения скорости диффузии молекул мыла и более упорядоченного роста частиц, т. е. при отсутствии резко выраженной неравномерности в охлаждении тонкого слоя смазки и сильном повышении вязкости системы, уменьшающей скорость диффузии. [c.15]

Целью хроматографического процесса является разделение компонентов пробы. В соответствии с уравнением (1.26) разрешение можно определить как расстояние между центрам.и зон, отнесенное к ширине зон 7 =АУ/ш. Как следует из уравнения (1.44), разделение является функцией величин К, У , Н и Ь. Одновременно описываемое уравнение позволяет сформулировать основныё требования к условиям хроматографического разделения. Первостепенным условием разделения является выбор таких подвижной и неподвижной фаз, которые характеризовались бы разными коэффициентами распределения относительно разных веществ. Различие в коэффициентах К делает разделение возможным. Другие члены в уравнении (1.44) определяют разрешение. Член Ув демонстрирует, что разрешение улучшается при увеличении количества неподвижной фазы этого можно достигнуть, увеличивая количество неподвижной фазы на единицу длины системы или увеличивая длину системы. В последнем случае разрешение возрастает в у/- раз, поскольку числитель в уравнении (1.26) пропорционален I, а знаменатель пропорционален У1. Увеличение количества неподвижной фазы на единицу объема ухудшает разделение вследствие влияния диффузии на величину Я [уравнение (1.42)]. Член Я в уравнении 0-44) стараются получить минимальным, подбирая мелкодисперсную и однородную неподвижную фазу и оптимальную скорость подвижной фазы. Наконец, разделение улучшается с уменьшением температуры, хотя при этом возрастает время анализа. [c.37]

На химическую однородность целевых оксидных продуктов криохимического синтеза может оказывать существенное влияние рентгеноаморфные состояния, возникающие в результате полной дегидратации солевых продуктов при окончательной переработке солевого продукта в оксидный порошок. В работе [1], в частности, указывается, что ...если нагрев безводной рентгеноаморфной солевой фазы происходит с невысокой скоростью, то высокоразвитая поверхность, начиная с определенной температуры, способствует появлению самопроизвольной ускоренной диффузии компонентов, что обычно приводит к фазоюму распаду солевой системы, предшествующему ее высокотемпературному разложению. Если же нагрев рентгеноаморфной солевой фазы проводить достаточно быстро, то термическое разложение начинается раньше, чем в системе реализуются релаксационные процессы . Таким образом, использование высоких скоростей нагрева еще до начала термического разложения позволяет сохранить высокую химическую однородность в многокомпонентных системах криосинтеза. [c.199]