Теория гомогенной нуклеации

Теория гомогенной нуклеации [c.5]

Возникновение новой фазы в метастабильной жидкости связано с преодолением энергетического барьера, который определяет работу образования зародыша критического размера. Если в метастабильной системе возникают зародыши, превышающие критический размер, то их дальнейший рост термодинамически обусловлен. Это означает начало фазового превращения в системе. В теории гомогенной нуклеации предполагается, что зародыши новой фазы возникают и растут в результате гетерофазных флуктуаций. Основные положения этой теории сформулированы еще Гиббсом [4]. Он впервые высказал предположение о том, что термодинамическая устойчивость метастабиль-ного состояния должна быть связана с работой образования критического зародыша Для парового зародыша в перегретой жидкости Гиббс нашел выражение [c.8]

Число С играет важную роль в теории гомогенной нуклеации. Оно в значительной степени определяет значение скорости нуклеации Т. Величина J равна среднему числу жизнеспособных зародышей, образу юш,ихся в единице объема за единицу времени. Для стационарных условий выражение для J может быть представлено в следуюш,ем виде [c.9]

Как известно, существует много реакций, для которых детерминистическое описание не адекватно, и для них должны быть применимы стохастические модели. Самым известным примером являются реакции в системах, содержащих малое число реагирующих частиц, как это имеет место в биологических клетках. Укажем также на процессы, в которых активированные молекулы инициируют реакцию лавинного характера. Многие реакции в химии полимеров могут быть также описаны стохастически, в том числе распределение длин цепей, распределение сополимерных композиций, кинетика выделения реагентов из смеси, кинетика полимеризации биологических макромолекул в матрицах, контролируемые диффузией химические реакции, модели стерилизации, денатурация полипептидов или протеинов, хроматография, релаксация неравновесного распределения по колебательным степеням свободы в ударных волнах, теория гомогенной и гетерогенной нуклеации в парах, теория адсорбции газов на твердых поверхностях, деградация линейных цепных молекул, разделение молекулярных соединений с помощью противотока диализа, статистические процессы агрегации и полимеризации, изотопный обмен и т. д. [c.65]

До обсуждения проблемы нуклеации в полимерных системах сначала рассмотрим формальную теорию нуклеации для низкомолекулярных веществ. Свободная энергия образования в гомогенных условиях сферического зародыша радиуса г из расплава низкомолекулярного вещества может быть выражена следующим образом [c.238]

Сущность классической теории нуклеации, как это следует из соотношения (194), сводится к определению свободной энергии АР образования зародыша в гомогенных условиях. При этом рассчитывается вклад структурно совершенной фазы конечного размера в АР и к этому вкладу добавляется избыточная поверхностная свободная энергия, обусловленная появлением границы раздела между фазами . Эта классическая концепция, принадлежащая Гиббсу [39], подразумевает, что размер зародыша достаточно велик, так что он однороден внутри, а его внешняя поверхность имеет вполне четкие границы. При очень больших переохлаждениях, когда АТ велико, радиус зародыша достигает атомарных размеров. При этом определенные выше условия уже не выполняются, и возникает необходимость в более сложных и неочевидных теориях [40, 41]. Однако, несмотря на эти осложнения, классическая теория нуклеации имеет широкое применение. [c.239]

Таким образом, в зависимости от конкретных условий (типа мономера и его растворимости в воде, типа эмульгатора и его-количества) могут реализоваться три способа нуклеации ПМЧ мицеллярный, гомогенный или в результате квазиспонтанного эмульгирования. Возможны различные механизмы массопереноса мономера в ПМЧ, при этом допускается, что рост полимерных цепей может протекать во всем объеме частицы или только в ее поверхностной зоне. Многообразие явлений, а также возможность, протекания процесса одновременно по нескольким механизмам осложняют кинетическую картину и затрудняют создание единой количественной теории эмульсионной полимеризации. Некоторые упрощения достигаются при использовании модельных систем,- в-которых в основном реализуется один какой-либо механизм, В свою-очередь, знание кинетических особенностей эмульсионной полимеризации, протекающей по определенному механизму, позволяет использовать кинетические данные для установления механизма эмульсионной полимеризации или доли конкретного механизма в сложном процессе. [c.119]

Поиск выражения для J был связан с построением и решением кинетического уравнения, онисываюш,его эволюцию ансамбля зародышей до закритических размеров. Этот путь развития теории гомогенной нуклеации последовательно представлен в работах Фольмера [5], Зельдовича [7], Френкеля [8]. Построенная модель, основанная на диффузионном приближении процесса нуклеации, оказалась универсальной в отношении природы фаз, способных к сосуш,ествованию и метастабильности. Об этом свидетельствуют, например, систематические исследования гомогенной нуклеации в перегретых жидкос- [c.10]

Книга содержит четыре главы. В главе I излагаются o hq закономерности теории нуклеации в гомогенных и гетероге системах. Методической основой этой главы является исполь ние большого ансамбля Гиббса для процесса зародышеобра ния. В этой же главе рассматривается влияние поверхностные на образование и свойства тонких слоев. Глава II посвяш,ена зико-химической теории роста графита и ее экспериментал проверке. Значение этой главы состоит в том, что изучение ь низма роста графита в условиях, близких к условиям роста aл = необходимо для изыскания возможности регулирования роста i , стабильной фазы. Глава III посвящена, в основном, кинетике та алмаза на высокодисперсных алмазных подложках. В глав, [ рассматривается рост алмазных пленок, нитевидных и изомет, ных кристаллов. j [c.4]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология