Поверхности термодинамические

Фактором интенсивности поверхностной энергии является поверхностное натяжение, обусловленное нескомпенсированным полем межмолекулярных сил на межфазной поверхности. Термодинамическое определение поверхностного натяжения вытекает из объединенного уравнения первого и второго начал термодинамики. Запишем его для гетерогенной системы относительно изменения внутренней энергии 7 [c.22]

В противоположность изложенной модельной химической теории теория пересыщения не конкретизирует природу и структуру активной поверхности, а, исходя из термодинамических понятий, выделяет в качестве типичных носителей особых свойств активной поверхности термодинамически неустойчивые состояния, обладающие избыточной свободной энергией. С этой точки зрения теория охватывает все типы особых активных структур, пики, ямы, ансамбли, слабые места решетки и т. п. и рассматривает в то же время химическую неоднородность как один из многих типов неравновесных состояний, имеющих кинетическое ростовое происхождение. [c.136]

По современным воззрениям, механохимическая активация — сложный процесс, обусловленный совокупностью физических и химических явлений. Свежеобразованные поверхности термодинамически неравновесны и поэтому к ним неприложимы выводы классической термодинамики (Н. А. Кротова), На образующейся поверхности могут возникать особые электрические состояния, вызванные протекающими электрическими процессами, которые вли- [c.48]

Таким образом, проведенные расчеты термодинамических характеристик адсорбции алканов и цикланов [9, 10, 14, 17] показали, что атом-атомное приближение (У1П,2) для потенциальной функции Ф межмолекулярного взаимодействия молекул насыщенных углеводородов с поверхностью графитированных термических саж правильно передает зависимость потенциала межмолекулярного взаимодействия при адсорбции Ф от химического состава и геометрического строения молекул этих углеводородов а также зависимость Ф от ориентации молекулы над поверхностью. Термодинамические характеристики адсорбции насыщенных углеводородов при нулевом (малом) заполнении поверхности можно рассчитать в хорошем согласии с опытом молекулярно-статистическим методом, исходя из химического и геометрического строения молекулы углеводорода и поверхности твердого тела. Б случае адсорбции на базисной грани графита (на графитированных термических сажах) для этого надо использовать полуэмпирические атом-атомные потенциальные функции межмолекулярного взаимодействия (Х,5) и (Х,б). [c.331]

В противоположность изложенной выше модельной химической теории активной поверхности, теория пересыщения не конкретизирует природу и структуру активной поверхности, а, исходя из термодинамических понятий, выделяет в качестве типичных носителей особых свойств активной поверхности термодинамически неустойчивые состояния, обладающие [c.43]

При переносе через катализатор вещества, которое образуется в результате реакции на одной поверхности катализатора и расходуется при реакции, проводимой на другой поверхности, термодинамические равновесия обеих реакций сдвигаются, а степени превращения — возрастают. Если вещество, проникающее через слой катализатора, является целевым продуктом, то для смещения равновесия реакции его образования достаточно откачивать или продувать инертным газом зону аппарата, куда происходит диффузия. Для такого (термодинамического) сопряжения реакций пригоден любой катализатор, достаточно проницаемый для выбранного вещества и непроницаемый для остальных реагентов. [c.122]

В результате расчетов получены серии изолиний поверхностей избыточной свободной энергии смешения для ряда тройных неэлектролитных систем. Совокупность этих данных и рассчитанных симплекс-методом энтальпий смешения позволила вычислить энтропийные характеристики в исследуемых тройных системах [7, 8]. Анализ поверхностей термодинамических функций смешения дает возможность качественно оценить характер и направление молекулярных процессов, сопровождающих растворо-образовапие в тройных системах. [c.62]

Теснер рассматривает образование сажи при термическом разложении углеводородов как физико-химический процесс возникновения новой твердой фазы, подчиняющийся двум одновременно развивающимся стадиям образованию зародышей новой фазы и их росту. Скорости этих процессов определяются главным образом степенью пересыщения системы (т. е. отношением давления пара конденсирующегося вещества к давлению его насыщенного пара над плоской поверхностью). Термодинамически наиболее трудной и требующей наибольшего пересыщения стадией является образование зародышей. Рост образовавшихся зародышей происходит быстро при меньшем пересыщении системы, сильным падением которого он всегда сопровождается. Скорость образования зародышей зависит от скорости пересыщения системы. Скорость процесса в целом и дисперсность получаемого вещества зависят от скорости образования зародышей и, следовательно, от степени пересыщения системы. В процессе сажеобразования пересыщение системы обусловлено повышением температуры. Таким образом, чем быстрее возрастает температура углеводорода, тем больше скорость образования зародышей и тем выше должна быть дисперсность получающейся сажи. Выход сажи зависит от температуры. [c.135]

IV. ТЕРМОДИНАМИЧЕСКИЕ ПОВЕРХНОСТИ Поверхность термодинамического потенциала [c.37]

Подобно тому, как диаграмма Т, р связана с поверхностями термодинамического потенциала как функциями температуры и давления, так диаграмма Т, V (рис. 22) связана с поверхностью свободной энергии, изображаемой уравнением (22). Мы обратим внимание прежде всего ка ту часть поверхности, которая изображает равновесие жидкости и пара, а для этого познакомимся сначала с изотермами свободной энергии, т. е. с сечениями поверхности плоскостями постоянной температуры. [c.42]

VI. ПОВЕРХНОСТИ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОГО ПОТЕНЦИАЛА ДВОЙНЫХ СИСТЕМ [c.68]

VII. ПОВЕРХНОСТЬ ТЕРМОДИНАМИЧЕСКОГО ПОТЕНЦИАЛА ТРОЙНОЙ СИСТЕМЫ [c.83]

Так как в нонвариантном состоянии все четыре фазы У[ находятся в равновесии, все точки И/ лежат в одной плоскости. Пусть при температуре T+dT будет устойчива моновариантная система Соответствующие точки на поверхностях термодинамического потенциала фаз обозначим через. Очевидно, что трехфазная система И()-И - Уч будет устойчивой тогда, когда точка Kj будет расположена выше плоскости, проходящей через точки к о > i Таким образом, система будет устойчивой, если фаза Избудет неустойчивой относительно системы Kg- V -V . [c.87]

Если наряду с поверхностями термодинамического потенциала фаз ввести в рассмотрение поверхность термодинамического-потенциала, соответствующую устойчивым состояниям гетерогенной системы [4], то условия равновесия системы можно [c.73]

Каждому состоянию тела, при котором все три координаты С, t и р получают определенное значение, отвечает определенная точка на поверхности термодинамического потенциала. Обратно, каждой точке этой поверхности отвечает определенное состояние тела, т. е. определенные значения X,, t ш р. [c.8]

Рис. 1. Поверхность термодинамического потенциала однородного вещества

Рис. 2. Поверхность термодинамического потенциала однородного вещества, находящегося в двух состояниях (фазах)

Зависимость температуры кристаллизации от концентраций компонентов может быть удовлетворительно описана гипотетически выбранными или выведенными из геометрической интерпретации положений термодинамики гибкими функциями [119—122]. Математическая модель поверхности ликвидуса строится исходя из равенства удельных термодинамических потенциалов жидкой и твердой фаз. Геометрически это равенство эквивалентно существованию общей касательной плоскости к поверхностям термодинамического потенциала обеих фаз [123]. При построении модели поверхности ликвидуса допускается, что в системе твердые растворы тождественны чистым компонентам или что область твердых растворов на основе исходных компонентов незначительна по сравнению с областью, занимаемой смесью твердых растворов. Рассмотрим выведение уравнения поверх- [c.141]

Как следует из численных экспериментов, вблизи гидрофобных поверхностей плотность воды понижена и давление на стенки Р меньше давления Ро в объемной жидкой фазе. В результате расклинивающее давление П5 = Р—Ро отрицательно, что ведет к притяжению гидрофобных поверхностей в воде. Это является следствием того, что контакт воды с несмачивае-мой ею поверхностью термодинамически не выгоден вода са- [c.15]

Поверхностное натяжение зависит такл<е от электрического потенциала поверхности. Термодинамическими соотношениями между поверхностной и электрической составляющил1и энергии являются уравнения Липпмана [c.10]

При сближении двух тел до расстояний, сопоставимых с дальностью действия межмолекулярных сил, между ними возникают поверхностные силы взаимодействия, которые действуют лишь в сфере молекулярного поля и на расстояниях от поверхности раздела, превышающих радиус этой сферы, равны нулю. Эти силы, являющиеся следствием ненасыщенности межмолекулярных сил на поверхности фаз и зависящие от природы когезионных сил в фазах, всегда выступают как силы притяжения. Ненасыщен-ность межмолекулярного взаимодействия на внешней поверхности частицы приводит к образованию избыточной поверхностной энергии между фазами. Наличие определенного избытка свободной энергии, сосредоточенной в поверхностньге слоях на границе раздела фаз и пропорциональной этой поверхности, обусловливает стремление любых дисперсных систем занять минимальную поверхность раздела фаз. Следствием такого свойства дисперсных систем является стремление в изотермических условиях жидких частиц к коалесценции и твердых частиц к агрегированию, сопровождающихся понижением свободной поверхностной энергии пропорционально убыли поверхности. Термодинамически поверхностную энергию можно характеризовать через уравнение для внутренней энергии и=Р+Тз. Применительно к процессу образования новой поверхности и есть поверхностная энергия, Р - свободная энергия образования поверхности и Тз - тепловой эффект процесса, где 8 = с1Р МТ - температурный коэффициент свободной энергии образования поверхности. Известно, что внутренняя энергия системы является результатом взаимодействия частиц и их кинетической энергии. В изотермических процессах определяемая температурой кинетическая энергия частиц остается постоянной, поэтому все изменения внутренней [c.93]

В заключение кратко остановимся на адсорбционных явлениях на границах зерен поликристаллических тел. Как и при адсорбции на других межфазных поверхностях, термодинамическое описание адсорбции на границах зерен основывается на уравнении Гиббса. Здесь также поверхностно-активными являются вещества, которыр снижают свободную энергию границы зерна, и эти вещества самопроизвольно концентрируются на такой границе (этот процесс иногда называют сегрегацией примесей на границах зерен). Вместе с тем при адсорбции на границах зерен существует и ряд особенностей. [c.93]

Для получения стеклоуглерода чаще всего используются фенолформальдегидные резольные смолы, особенностью полимеризации которых является преобладающее развитие глобулярных Структур [121]. Лентовидные макромолекулы полимера или их группы сворачиваются, так как эффект сокращения внешней поверхности термодинамически выгоден. Образующиеся при этом клубки - глобулы могут представлять собой либо беспорядочное переплетение лентовидных молекул, либо сегментальные (снопообразные) конгломераты из сложенных в параллельные ряды мйлекул, располагающихся в радиальном направлении, либо, наконец, совокупность свернутых в правильные ряды плоских макромолекул полимера. В дальнейшем между параллельными участками соседних макромолекул, сегментов или витками клубков происходит сшивка, и форма сферической глобулы фиксируется. Поскольку жесткость сегментов таких макромолекул велика, внутри глобул сохраняется полость, обусловленная минимально возможным радиусом изгиба, дозволенным жесткостью сегментов. [c.208]

Необратимое набухание, обычно при нагревании, сопровождающееся увеличением объема в сотни раз. При 60° С кукурузный крахмал набирает до 300% воды, при 70° С — 1000%. Сорбция воды обусловлена присоединением ее водородными связями к гидроксильным группам на поверхности. На начальных стадиях молекулы воды присоединяются к двум гидроксильным группам, позднее лишь к одной, и в конечной стадии мoлe iyлы воды могут конденсироваться только на уже оводненных поверхностях. Термодинамически этот процесс близок к объемной конденсации [103]. Максимальное набухание соответствует 2500%. На этой стадии разрываются водородные связи между отдельными цепями, а также внутри" агрегатов и происходит гидратация макромолекул. [c.174]

Поскольку таммановская граница коррозионной стойкости двухкомпонентных твердых растворов, содержащих благородный металл, обусловлена СР электроотрицательного компонента, соцровождаемым развитием поверхности, термодинамической основой для появления подобных границ мо- [c.166]

Пены как дисиерспые системы со значительно развитой межфазной поверхностью термодинамически неустойчивы, как, впрочем, и все дисперсные системы. В отличие от суспензий образующие пену фазы обычно легконодвижпы, так что па первый взгляд кажется, что пет препятствий для самопроизвольного и очень быстрого уменьшения поверхностп — коалесценции и разрушения пепы. Факторы, препятствующие этому разрушению в тех случаях, когда пена не разрушается мгновенно, могут иметь различный характер. [c.237]

Тейлор и Сикмен [31] измерили адсорбцию воды на окиси цинка вблизи 634° К. В то время пе было данных о величине поверхности поэтому за стандартное состояние мы принимаем систему, содержащую 1,03 мл (0°, 760 мл1) на 1 г адсорбента. Как можно удостовериться из изотермы, это соответствует приблизительно половине покрытия поверхности. Термодинамические величины для этого случая даны в табл. 11. [c.270]

Хроматография продолжает бурно развиваться и в настоящее время. Применения хроматографии исключительно велики и многообразны и не ограничиваются областью только аналитической химии. Хроматографические методика и аппаратура используются для определения и исследования различных физико-химических свойств вещества и характеристик процессов (коэффициентов диффузии, удельной поверхности, термодинамических и кинетических характеристик адсорбции и т. д.). Методами препаративной хроматографии получают чистые вещества в лаборатории. Методы промышленной хроматографии используются в ряде производств. [c.151]

Но равновесие фаз в сплаве определяется величинами энергий Гиббса или других термодинамических свойств фаз не на всем поле термодинамических переменных, а лишь на границах гомогенных областей сосуществующих фаз. Следовательно, в ходе расчетов с применением диаграмм состояний можно построить не всю поверхность термодинамического потенциала, а в лучшем случае лишь некоторые ее сечения, зависящие от вида диаграммы состояний. Это поясняется рис. 3, на котором для диаграммы типа вырожденной эвтектики без первичных твердых растворов схематически показана поверхность относительного химического потенциала жидкой двухкомпопентной системы, Аца, и пересекающая ее поверхность функции неравновесного плавления компонента А, (гА,т( ). Согласно (18) линия пересечения этих поверхностей отвечает значениям химического потенциала А в сосуществующих фазах — жидком растворе и чистом веществе А. Проекция линии на координатную плоскость Т, х дает диаграмму состояний системы. Зная кривую ликвидус ЫЪ) и свойства чистого компонента А (т. е. поверхность Цл.т), можно восстановить форму сечения (ас) поверхности Ац, . Построить же по сечепию всю поверхность А1Хд(Г, х) нли даже ее участок, непосредственно примыкающий [c.18]

Вообразим на диаграмме рис. 35 кроме осей х и С еще ось температуры Т, направленную перпендикулярно двум первым, т. е. перпендикулярно к плоскости чертежа. Тогда мы можем рассматривать кривую атпЬ как изотермическое сечение поверхности, изображающей 1 как функцию х и Т, т. е. поверхности термодинамического потенциала при постоянном давлении. Эта поверхность имеет вид желоба, обращенного выпуклостью к плоскости X, Т. Геометрические места точек а я Ь представляют собой кривые С в зависимости от Т для чистых компонент, примером которых является кривая I или 5 на рис. 28 эти кривые понижаются с повышением Г, как и вся поверхность С. [c.69]

Диаграммы, изображающие температуру фазовых равновесий как функцию концентрации системы могут быть построены из рассмотрения поверхностей термодинамического потенциала С [20]. Проще всего это можно видеть на рис. 36. Кривая атпЬ есть изотермическое сечение поверхности С для жидкой смеси в функции Г и X. При этом проекции точек т и п яа плоскость X, Т при различных Т лежат на двойной кривой, изображающей концентрации насыщенных растворов при различных температурах. Пример такой двойной кривой мы имеем на рис. 19. При повышении или понижении температуры концентрации насыщенных растворов становятся более близкими между собой и при критической температуре смешения эти концентрации становятся равными, т. е. жидкости приобретают полную смешиваемость на 70 [c.70]

Дея упрощения рассуждений рассмотрим вначале моновариантные равновесия, возникающие в трехкомпонентной четырехфазной системе. Введем в рассмотрение поверхности термодинамического потенциала фаз системы. Точки этих поверхностей, отвечаищив фазам нонвариантной системы, обозначим через I- 0,1,2,3). [c.87]

Предполона1м, что для определенной температуры построена поверхность термодинамического потенциала / (жидкой фазы) (рис. У.9) и известно значение термодинамического потенциала для твердой фазы компонента А. Условие равновесия твердой и жидкой фаз моделируется конической поверхностью, касательной к /щ и проходящей через /тв, где /тв —термодинамический потенциал твердой фазы. Если линию касания 1е2 ортогонально спроецировать на изотермическую плоскость (температура, при которой выбраны /тв и /ш), то получим изотерму 1 6121 поверхности ликвидуса. Уравнение поверхности ликвидуса исходя из уравнения поверхности термодинамического потенциала жидкой фазы запишется в следующем виде [c.142]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология