Поверхностное натяжение и диффузия

Если каким-либо образом вызвать быстрое локальное растяжение границы раздела фаз, то это приведет к локальному уменьшению адсорбции и повышению поверхностного натяжения. Соседние участки поверхности при этом сохранят в большей или меньшей мере прежнее значение натяжения. Это приведет к возникновению разницы натяжений вдоль поверхности, которая количественно характеризуется величиной градиента натяжения с1а / ф вдоль направления у растяжения (или сжатия) поверхности. Такое состояние границы является неравновесным и будет переходить в к равновесное за счет ряда параллельно идущих процессов механической деформации жидкости под действием сил поверхностного натяжения, диффузии адсорбированного вещества вдоль поверхности, обмена веществом между адсорбционным слоем и прилегающими слоями раствора, т. е. за счет процессов адсорбции и десорбции. В растворах мыла, например, требуется около 0,1 с для восстановления равновесия растянутого поверхностного слоя. [c.586]

Аддитивными методами можно рассчитывать как термодинамические величины (например, критические постоянные, мольную теплоемкость, энтальпию, энтропию, свободную энергию образования Гиббса, теплоту испарения, поверхностное натяжение, мольный объем, плотность и т. д.), так и молекулярные коэффициенты (коэффициенты вязкости, теплопроводности, диффузии). [c.84]

Свойства топлива должны обеспечивать создание однородной топливовоздушной смеси необходимого состава при любых температурных условиях эксплуатации автомобиля, о требование регламентирует такие качества топлива, как испаряемость (фракционный состав и давление насыш,енных паров), элементарный состав, поверхностное натяжение, плотность, вязкость, скорость диффузии паров в воздух, теплота испарения (парообразования), теплоемкость, содержание смол и др. [c.6]

К физическим свойствам, определяющим скорость и полноту испарения бензина, относят фракционный состав, давление насыщенных паров, теплоту испарения, коэффициент диффузии паров, вязкость, поверхностное натяжение, теплоемкость и плотность. [c.18]

Следуя аргументации, изложенной в разделе 1П-3-3, можно было бы ожидать, что при малом времени экспозиции жидкости газу концентрация свободного амина в растворе не должна существенно изменяться в ходе абсорбционного процесса и порядок реакции будет псевдопервым. При более же продолжительном времени контакта жидкости с газом наблюдалось бы истощение свободного амина у поверхности, и по прошествии достаточно длительного времени экспозиции скорость абсорбции полностью определялась бы диффузией СОа и амина к реакционной зоне, что соответствует режиму мгновенной реакции . Соображения, изложенные в разделе И1-3-3, позволяют предсказать поведение системы по прошествии различных промежутков времени. Однако в действительности, как было установлено Брианом и др. , скорость абсорбции продолжает соответствовать режиму реакции псевдопервого порядка даже через столь длительное время, когда должно быть существенное обеднение амином у поверхности и расчет скорости абсорбции следует проводить при предположении о мгновенности реакции. Причина этого, вероятно, состоит в том, что изменения поверхностного натяжения в процессе реакции приводят к нестабильности поверхности жидкости, порождающей конвекционные токи последние доставляют свежий раствор амина из основной массы к поверхности, предотвращая его истощение там. [c.249]

Гильденблат И. А.. Родионов А. И.. Демченко Б. И.. ДАН СССР, 198, 1149 (1971). О влиянии молекулярной диффузии на интенсивность массообмена во взаимодействующих с газами жидкостях с различными поверхностными натяжениями и вязкостями. [c.269]

Для установок, состоящих из аппаратов с мешалкой и отстойников, средний к. п. д. колеблется в пределах О.,7—0,95, иногда при больших емкостях экстракторов т практически доходит до 1,0. Он зависит от конструкции аппаратов, условий перемешивания и отстаивания (размеров капель, скорости протекания фаз), нагрузки аппаратуры (времени контакта), а затем от физико-химических свойств жидкости (коэффициентов диффузии, вязкости, поверхностного натяжения). [c.260]

В расплавленном шлаке кремнезем и глинозем увеличивают поверхностное натяжение, а щелочи его уменьшают поэтому из стекломассы щелочи активно проникают в поры огнеупора и растворяют кремнезем и глинозем. В результате на поверхности огнеупора уменьшается количество щелочей и вновь начинается диффузия щелочей из стекла, вследствие чего происходит разъедание огнеупора. [c.97]

С позиции молекулярной физики свойства газов, жидкостей и твердых тел можно подразделить на две группы равновесные свойства (например, описываемые уравнением состояния, или описываемые коэффициентами поверхностного натяжения и Джоуля - Томсона) и неравновесные (такие, как вязкость, диффузия и теплопроводность). Выражение для всех макросвойств через молекулярные величины и межмолекулярные силы может быть получено из статистической механики, позволяющей также предсказать значения многих физических величин, для которых отсутствуют экспериментальные данные. [c.28]

В общем случае коэффициенты массоотдачи являются функцией двух групп факторов. Во-первых, они зависят от факторов, определяющих диффузионный перенос вещества к границе раздела фаз, и, во-вторых, от гидродинамического состояния межфазной поверхности. Очевидно, гидродинамические факторы будут оказывать влияние, аналогичное влиянию в бинарных системах, однако в многокомпонентных смесях диффузия имеет ряд специфических особенностей [64—661. Правда, в работах [67, 681 обращается внимание на различие в оценке глубины проницания (толщины пленки) по теории проницания для бинарной и многокомпонентной систем. В последнем случае речь идет уже о матрице глубин проницания, физический смысл которой в общем случае (при наличии перекрестных эффектов в матрице коэффициентов диффузии) не интерпретируется. Отмечено также [681, что КПД зависит от поверхностного натяжения компонентов. [c.345]

В процессе диффузии через поверхность концентрация распределяемого вещества у поверхности раздела может быть неоднородной, что приводит к локальному изменению поверхностного натяжения и, как следствие, к нестабильности поверхности. [c.142]

Увеличение концентрации эмульсола в воде приводит к закономерному снижению поверхностного натяжения (а), однако равновесное значение устанавливается только через сутки после изготовления СОЖ, что связано с диффузией поверхностно-активных веществ (ПАВ) из масляной фазы в поверхностный водный слой. [c.150]

Повышение вязкости .I и плотности р жидкой фазы, а также поверхностного натяжения а на границе раздела фаз приводит к снижению скорости обновления поверхности фаз и соответственно к уменьшению К. Коэффициент диффузии в жидкой фазе обратно пропорционален (л, [109, 116]. [c.10]

Р. Меры по уменьшению тумана. Склонность к возникновению и распространению тумана можно уменьшить следующими методами обеспечивать низкие степени пересыщения отсутствие пыли, выноса капель и ионов поддерживать перегрев (например, нагревом 117]) поддерживать малыми температурные напоры поддерживать высокой температуру поверхности конденсата обеспечивать малую толщину парогазовой пленкн, дающую небольшое время диффузии (образование тумана занимает время) увеличение турбулентности может, однако, уменьшать критическое пересыщение обеспечивать отсутствие вторичных веществ, которые уменьшают данление пара па капли или поверхностное натяжение предупреждать запотевание, если туман может возникнуть, для исключения уноса конденсата газом или паром, [c.363]

Обычно считают, что эти три механизма будто бы взаимно исключают друг друга. Однако более подробное изучение приводит к выводу, что все они взаимосвязаны. Так, поверхность жидкости принимает пальцеобразную форму вследствие поверхностной турбулентности. Этот процесс достаточно продолжителен он протекает в течение минут и даже часов. Возможно, что такая форма жидкости образуется также и в результате взаимной диффузии молекул обеих жидкостей через поверхность раздела. С другой стороны, неравномерная диффузия сама может послужить причиной поверхностной нестабильности, как это будет рассматриваться далее. Отрицательное поверхностное натяжение обусловливает термодинамическую неустойчивость и как следствие этого — движение жидкости и разрушение поверхности. Таким образом, на кинематику течения жидкости отрицательное а влияет так же, как и уменьшение а, но более интенсивно. [c.63]

Таким образом, для эффективной работы двигателя применяемое топливо должно обеспечивать создание однородной топливовоздушной смеси необходимого состава при любых температурах окружающего воздуха. Это требование регламентируют такие свойства и показатели топлива, как испаряемость (фракционный состав и давление насыщенных паров), поверхностное натяжение, плотность, вязкость, скорость диффузии паров в воздух, теплота испарения, теплоемкость, содержание смол и др. Топливо с оптимальными значениями этих показателей обеспечивает экономичность двигателя, хорошие пусковые характе- [c.16]

Многочисленные исследования показывают, что качество смесеобразования в двигателе зависит от таких физических свойств топлива, как давление насыщенных паров, фракционный состав, скрытая теплота испарения, коэффициент диффузии паров, вязкость, поверхностное натяжение, теплоемкость, плотность. [c.93]

Коэффициент диффузии, поверхностное натяжение [c.99]

Испаряемость топлив в наибольшей степени зависит от фракционного состав и давления насыщенных паров и значительно меньше - от ряда других свойств (скрытой теплоты испарения, коэффициента диффузии паров, поверхностного натяжения и др.). [c.75]

При деформации поверхности растворов поверхностно-активных веществ происходит перераспределение концентрации в адсорбционном слое, и поверхностное натяжение оказывается уже не одинаковым по всей поверхности. Локальные повышения и уменьшения поверхностной концентрации определяются подвижностью тех же молекул в объеме (диффузия в объеме), скоростью, с которой они переходят из объема на поверхность и обратно, и энергией взаимодействия молекул в адсорбционном слое. Эти эффекты, которые теория Рэлея не принимает в расчет, подробно проанализированы в книге Физико-химическая гидродинамика [7 ]. [c.122]

Поверхностное натяжение [1—3]. Поверхностная энергия играет исключительно важную роль в большом числе самых разнообразных явлений. Свойства поверхности раздела сказываются прежде всего на испарении, сублимации и конденсации, так как при переходе вещества из одной фазы в другую его молекулы должны пройти через эту поверхность. В таких процессах, как адсорбция, диффузия, катализ, химические реакции в гетерогенных системах, вещество либо переходит через поверхностный слой, либо поглощается им, либо вытесняется из него в объем. Трение, смазочное действие и адгезия также связаны с поверхностными свойствами веществ. [c.5]

Турбулизация межфазной границы может быть обусловлена- также возникающими при тепло- или массопередаче локальными изменениями поверхностного натяжения. Учет влияния концентрационных и температурных изменений поверхностного натяжения на гидродинамику вблизи межфазной границы представляет собой весьма сложную и в настоян1ее время еще не решенную задачу (необходимо исследовать устойчивость решения уравнения Навье — Стокса по отношению к малым возмущениям — локальным изменениям скорости). Пока сделаны лишь первые попытки решения этой задачи [72, 73]. В частности, показано [72], что возможность возникновения неустойчивости существенно зависит от знака гиббсовой адсорбции растворенного вещества в состоянии термодинамического равновесия, а также от соотношения между кинематическими вязкостями соприкасающихся фаз и коэффициентами диффузии веществ, которыми обмениваются эти фазы. Объяснено явление стационарной ячеистой картины конвективного движения, вызванного локальными градиентами поверхностного натяжения [73].. Дальнейшие исследования в этой области наталкиваются на серьезные математические трудности. [c.183]

Важнейшими показателями, характеризующими испаряемость топлив, являются давление насыщенных паров и фракционный состав. В связи с тем что процессы испарения, как правило, сопровождаются тепломассообменом, испаряемость зависит и от таких теплофизических и физических характеристик, как энтальпия, теплоемкость, теплопроводность, теплота парообразования, коэффициент диффузии, вязкость, поверхностное натяжение, фуггитивность. [c.99]

В процессе сушки химические реакции не протекают, а процесс помутнения, наблюдаемый во втором периоде, объясняется удалением влаги из пор шариков с заменой ее воздухом. Особенно важное значение имеет конец сушки (период пропарки), когда происходит диффузия водяного пара из внутренних пор шариков через капиллярные отверстия к поверхности. Жидкость при движении в частично обезвоженной структуре шариков оказывает расклинивающее действие на стенки капилляров, по которым опа перемещается капиллярное давление достигает десятков атмосфер. Столь значительные напряжения могут вызвать появление трещин, поэтому быстрая сушка в этот период опасна. Пропитка шариков перед сушкой растворами поверхностно-активных веществ, снижающими поверхностное натяжение выделяющейся жидкости, способствует снижению интенсивности капиллярного движения в пористой структуре шариков во время сушки и тем уменьшает напряжения. Применение растворов высокоэффективных нейтрализованных контактов вызывает незна- [c.66]

Процессу адсорбции ПАВ на поверхности раздела фаз под действием силовых полей в поверхностном слое противодействует процесс диффузии. В результате этих взаимно противоположных процессов в системе с достаточным количеством П.4В устанавливается термодинамическое равновесие между основным объемом фаз и поверхностной зоной. При этом молекулы ПАВ распределяются как на поверхности (концентрированно) так и внутри объема (разряженно). Соотношение между количеством адсорбированного на поверхности раздела вещества А, его концентрацией С и поверхностным натяжением имеет вид [c.67]

Ответственной операцией в производстве монолитных гелей является сушка. Как и скорость диффузии солей при промывке, скорость диффузии паров воды при сушке должна быть ограниченной, поэтому во избежание нарушения прочности шариков катализатора сушку проводят в токе водяного пара при постепенном повышении температуры. Растрескивание шариков уменьшается при введении в воду для промывки геля поверхйостно-активных веществ, снижающих поверхностное натяжение жидкости [5]. [c.179]

Помимо указанных двух причин появления градиента поверхностного натяжения разности концентраций и разности температур, градиент поверхностного натяжения может возникнуть также за счет так называемой поверхностной эластичности . Поверхностная эластичность — результат разности в поверхностном натяжении между увеличенной поверхностью и статической. Вещества, которые понижают поверхьюстное натяжение, находятся у поверхности в максимальной концентрации. Если поверхность увеличивается, концентрация этих веществ моментально уменьшается, в результате повышается поверхностное натяжение. Это изменение зависит от того, как быстро увеличивается поверхность и скорость диффузии материала к поверхности. Результирующим эффектом является стабилизация пленок и отсутствие коалесценции, благодаря возникновению сил, действующих в обратном направлении силам механического разрушения, стремящимся растянуть, уменьшить толщину пленки и разрушить ее. Поверхностная эластичность будет наиболее заметна тогда, когда один из компонентов смеси обладает высокой поверхностной активностью . [c.147]

Скоростная неравномерность фаз приводит (дуга 12) к появлению поверхностной диффузии (ПОВД), в результате которой по-верхностно-активное веш ество (ПАВ) сдувается к корме дви-жуш егося включения, создавая (дуга 52) тем самым неравномерность распределения ПАВ по поверхности включения (эффект Анав)- Эффект Апав вносит существенный вклад (дуга 13) в неравномерность поверхностного натяжения межфазной границы [c.28]

Кроме рассмотренных механизмов существуют другие пути и факторы, способствующие процессу первичной миграции цементация и уплотнение пород, перекристаллизация карбонатного материала, диффузия, капиллярные силы и силы поверхностного натяжения, сейсмические явления, гидрослюдизация глин и др. [c.35]

Фенолы - слабые кислоты (константа диссоциации = 10 1 +10 ) хинолин и изохинолин — слабые основания (константа диссоциации = 10" ), поэтому степень их извлечения несколько уменьшается из-за частичного гидролиза солей. Последний может быть подавлен при использовании избытка реагентов, а его неблагоприятное действие в определенной мере снято в результате использования противотока масел и реагентов. По условиям равновесия принципиальных ограничений полноты извлечения фенолов и оснований из фракции нет. Он ограничивается условиями массообмена, а лимитирует процесс диффузии извлекаемых веществ в масле. Перемешивание увеличивает скорость процесса, но не может интенсифицироваться беспредельно из-за легкой эмульгируемости масел, что связано с малым поверхностным натяжением на границе раздела фаз масло - щелочной раствор. На полноту извлечения фенолов влияет присутствие во фракциях оснований, образующих с нолами в маслах относительно стабильные продукты взаимодействия (энергия взаимодействия 25-33 кДж/моль). [c.329]

Массо- и теплообмен в колоннах с насадкой характеризуются не только явлениями молекулярной диффузии, определяющимися физическими свойствами фаз, но и гидродинамическими условиями работы колонны, которые определяют турбулентность потоков. В зависимости от скорости потока в колонне возможны три гидродинамических режима ламинарный, промежуточный и турбулентный,— при которых поток пара является сплошным, непрерывным и заполняет свободный объем насадки, не занятый жид1костью, в то время как жидкость стекает лишь по поверхности насадки. Дальнейшее развитие турбулентного движения может привести к преодолению сил поверхностного натяжения и нарушению граничной поверхности между потоками жидкости и пара. При этом газовые вихри проникают в поток жидкости, происходит эмульгирование жидкости паром, и массообмен между фазами резко возрастает. В случае эмульгирования жидкость распределяется не по насадке, а заполняет весь ее свободный объем, не занятый паром жидкость образует сплошную фазу, а газ — дисперсную фазу, распределенную в жидкости, т. е. происходит инверсия фаз. [c.302]

С помощью гидродинамических уравнений, составленных из условий движения жидкости в диффузионных ячейках вбли и плоской поверхности, рассчитывали поле скоростей. Из уравнений диффузии вычисляли градиенты концентрации растворенных веществ, которые пропорциональны изменению поверхностного натяжения. На поверхности раздела происходят одновременно гидродинамический и диффузионный процессы, которые могут контролировать механизм массопереноса. В ряде случаев оба процесса идут в одном направлении, скорости движения частиц складываются, и результирующая скорость значительно возрастает. Такое состояние аналогично нестабильности Бенарда (см. стр. 30), что приводит к турбулентности. [c.64]

К физико-химическим показателям, от которых зависит испаряемость бензинов, относят давление насыщенных паров, фракционный состав, скрытую теплоту испарения, коэффициент диффузии паров, вязкость, поверхностное натяжение, теплоемкость, плотность. Из перечисленных показателей важнейшими, определяющими испаряемость бензинов, являются давление насыщенных паров и фракционный состав. По вязкости, поверхностному натяжению, с1фытой теплоте испарения, коэффициенту диффузии паров, теплоемкости бензины разного состава сравнительно мало различаются между собой, и эти различия нивелируются конструктивными особенностями двигате ей. Давление насыщенных паров и фракционный состав являются функциями состава бензина, и эти показатели могут существенно различаться для разных бензинов. Эти два параметра определяют пусковые свойства бензинов, их склонность к образованию паровых пробок, физическую стабильность. Давление насьпценньк паров зависит [c.14]

Рассмотрим конкретный практический пример ламинарного смешения. Жидкий компонент вводят в смеситель, содержащий расплав полимера в форме капель микроскопических размеров. Мы утверждаем, что то, что произойдет с каплями в потоке жидкости в начальной стадии смешения, не зависит от смешиваемости компонентов. Это объясняется тем, что при быстром растворении образуется тонкий (в лучшем случае) пограничный слой. Постепенно капли де формируются, подвергаясь воздействию локальных напряжений.. Поле напряжений неоднородно, поскольку компоненты смеси имеют различные реологические свойства (как вязкость, так и эластичность). Влияние поверхностного натяжения несущественно (соответственно несущественно и наличие или отсутствие четких границ раздела), Вязкие силы превышают поверхностное натяжение По мере деформации капель и увеличения площади поверхности раздела степень смешиваемости двух компонентов начинает играть все возрастающую роль. Для смешиваемых систем внутренняя диффузия способствует достижению смешения на молекулярном уровне, а в случае несме-шиваемых систем — вводимый компонент дробится на мелкие домены. Эти домены вследствие вязкого течения и под воздействием сил поверхностного натяжения достигают состояния, характеризуемого постоянной величиной деформации. Таким образом, для несме-шиваемых систем смешение начинается по механизму экстенсивного смешения и постепенно переходит в гомогенизацию. Морфология доменов, образующихся как в смесях, так и в сополимерах, является предметом интенсивных исследований [19]. [c.388]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология