Кинетика процессов (феноменологический подход)

КИНЕТИКА ПРОЦЕССОВ (ФЕНОМЕНОЛОГИЧЕСКИЙ ПОДХОД) [c.46]

Используя теорию случайных процессов, можно показать, что в стохастических системах левая часть уравнения (2.1) сводится к конечному числу функционалов, позволяющих описать кинетику сложных процессов в поликомпонентных системах в рамках феноменологического подхода. [c.14]

Для изучения диффузионных процессов в полимер ных системах обычно используют два подхода феноменологический и микроскопический. Их конечной целью является определение коэффициента диффузии и его зависимости от различных параметров. Феноменологическая теория описывает диффузию по ее внешним, макроскопическим проявлениям. Она позволяет определять коэффициенты диффузии по экспериментальным данным и предсказывать ход процесса, если известны коэффициенты диффузии и кинетика процесса. На основании анализа элементарных стадий процесса переноса теоретически возможно рассчитать значение коэффициента диффузии и выявить зависимость этого коэффициента от тех или иных условий. [c.11]

Очевидно, что в основе данных представлений лежит феноменологический подход к процессу образования зародышей, справедливый в случае не очень больших пересыщений, когда зародыш может считаться макроскопическим образованием, имеющим определенную геометрическую форму. При больших пересыщениях размер критического зародыша может приближаться к атомарному. В этом случае скорость образования зародышей, их размеры и конфигурации должны определяться из атомистических, а не макроскопических представлений [27]. Анализ экспериментальных данных по кинетике зарождения и роста, а также исследования внешней и внутренней морфологии синтетических алмазов свидетельствуют о существенно неравновесных условиях при больших пересыщениях, реализуемых при кристаллизации алмаза. При указанных значениях Д х число атомов в критическом заро- [c.349]

Проблема взаимосвязи между разрушением и деформированием обсуждалась еще до появления кинетического подхода к рассмотрению механических свойств твердых тел. С развитием же кинетических представлений острота постановки этого вопроса, пожалуй, увеличилась, поскольку возникла необходимость выяснения связи между двумя кинетическими, термофлуктуационными процессами как на макро-, так и на микроуровне. После изложения всего предыдущего материала монографии ясно, что о кинетике процесса разрушения можно получать как феноменологические данные, так и детальную информацию на основе применения прямых методов. Их можно сопоставить с соответствующими данными для деформационных процессов. Ниже предпринимаются попытки провести такое сопоставление. [c.492]

Как уже отмечалось выше, при феноменологическом подходе в описании сорбционных процессов не рассматривается молекулярно-кинетическая, статистическая картина процесса. Уравнения кинетики сорбции, хотя и отражают физико-химическую природу сорбционного процесса, однако представляют феноменологические уравнения диффузионной массопередачи и кинетики химических реакций. [c.32]

Так, следует отметить, что современные теории двойного электрического слоя носят феноменологический и полуэмпирический характер. Вместе с тем уже накопился значительный экспериментальный материал, объяснение которого требует рассмотрения структуры поверхности на молекулярном уровне. Такой подход необходим для более детального описания адсорбции органических веществ на электродах, а также для объяснения ряда особенностей структуры поверхностного слоя и в отсутствие органических веществ. Попытки создания молекулярных теорий двойного слоя уже предпринимались. Однако эти теории еще далеки от совершенства. Другой важной проблемой является построение количественной теории поверхностного слоя при хемосорбции ионов, сопровождающейся переносом заряда. Явления переноса заряда при адсорбции широко распространены и играют существенную роль в кинетике электродных процессов. Часто на поверхности электрода находится хемосорбированный кислород (или кислород в другой форме), который сильно влияет на строение поверхностного слоя и скорость электрохимических процессов. Поэтому количественное исследование строения двойного электрического слоя и электрохимической кинетики на окисленных поверхностях представляет собой одну из важнейших проблем кинетики электродных процессов. [c.389]

Электрокристаллизация включает процессы катодного или анодного электроосаждения в свою очередь последний процесс включает анодное образование окислов, гидроокисей и солей металлов на самом электроде, а также фазовые изменения, происходящие в анодных осадках, когда электронный переход приводит к окислению катионов. Феноменологически к этим процессам относятся осаждение металла, электрохимия первичных и вторичных электродов химических источников тока, за исключением газовых электродов, и основные процессы коррозии. При изучении кинетики этих процессов возникают разного рода проблемы, которые отличаются от проблем, изложенных в остальных разделах данной главы, поскольку невозможно рассматривать гетерогенную электродную реакцию как реакцию, скорость которой одинакова по всей поверхности электрода и к которой применим общий подход, развитый в разд. П. [c.303]

Неравновесная термодинамика — сравнительно молодая наука. Ее основы были заложены в 1931 г. Лар-сом Онсагером в его широко известных работах, которые сегодня считаются классическими. Эта теория, так же как ее классический предшественник (равновесная или обратимая термодинамика), носит прежде всего феноменологический характер, хотя основа теории — так называемые соотношения взаимности Онсагера — в настоящее время подтверждены статистическими методами, в которых используется гипотеза микроскопической обратимости. В этой книге обсуждаются лишь макроскопические основы теории. Подобный подход к неравновесной термодинамике аналогичен строгому изложению классической теории поля (механики континуума, электродинамики), с помощью которой можно получить единое описание механических, электродинамических и термических явлений. Без преувеличения можно сказать, что результаты, полученные в неравновесной термодинамике, необходимы физику, физико-химику, энергетику, исследователю плазмы, инженеру-химику, имеющему дело с процессами химического производства, исследователю кинетики реакций, а также биофизику и биологу. Широкая область применения необратимой термодинамики объясняется тем, что в природе все макроскопические процессы необратимы. [c.22]

К проблеме описания кинетики образования полиуретана в процессе реакционного формования примыкает родственная задача характеристики образования полиуретана в форме взаимопроникающих сеток, например в системе полиуретан — ненасыщенный полиэфир. Это довольно сложная система, в которой допускается варьирование состава композиции в очень широких пределах. При образовании взаимопроникающих сеток протекают реакции, различающиеся не только по природе участвующих в них компонентов, но и даже но механизму. Так, полиэфир образуется по реакции радикального типа, а полиуретан — в процессе поликонденсации. Кроме того, в ходе реакции вследствие термодинамической несовместимости компонентов происходят различные физико-химические явления, такие как желатиниза-ция, стеклование, разделение на фазы. Поэтому изучение кинетики образования конечного продукта поневоле ограничивается чисто феноменологическим подходом, оценивающим интегральные эффекты. Однако этого обычно достаточно для технологических целей, т. е. выбора температуры и длительности формирования материала. Наиболее очевидные результаты в этом случае дает применение термических и калориметрических методов. Так, при адиабатическом подъеме температуры отчетливо обнаруживаются две области (рис. 2.10), отвечающие реакциям образования полиуретана (I) и полиэфира (И). Соответственно по таким кривым могут быть оценены скорости процесса (рис. 2.11), причем здесь отчетливо выделяются два максимума (I — для полиуретана и II — для полиэфира). Относительная интенсивность этих макси.мумов зависит от соотношения компонентов и рецептуры. [c.43]

Состояние равновесия в сорбционной системе является предельным случаем. Как правило, процессы сорбции протекают в неравновесных условиях. Неравновесность в системе приводит к перераспределению вещества в пространстве и времени. Кинетика сорбцип онпсывает массоперенос в фазах и между фазами, а также факторы, влияющие на него. Основные составляющие массо-переноса — это конвекция и диффузия. Кроме того, в ряде случаев необходим учет конечных скоростей химических реакций, а также электростатического взаимодействия сорбируемых частиц и сорбента, которые могут нести электрический заряд, например в случае ионного обмена или при фильтровании суспензий. Особенностью конвективного массопереноса является сложная гидродинамическая структура потока. Поскольку задача течения вязкой жидкости в пористом слое глобулярной структуры не решена, основным инструментом математического описания кинетики сорбции будет феноменологический подход. Исследованиям в области кинетики сорбции посвящены, например, монографии [2, 4, 5]. [c.5]

Феноменологический подход включает в себя рассмотрение однородной поверхности, на которой по тому или другому механизму образуются критические зародыши новой фазы. Тем самым на поверхности создается большое количество ступеней роста, двигающихся навстречу друг другу до образования сплошного слоя. На этом слое происходит двумерная нуклеация, и процесс повторяется. Если время прорастания двух соседних зародышей до встречи их ступеней роста много меньше времени образования двух аналогичных критических зародышей, то зародыше-образование является самой медленной стадией и оно определяет процесс в целом. В этом случае кинетика нук-леации будет описывать рост новой фазы. [c.6]

Требования практики быстро и надежно освоить новые процессы и технологии методами математического моделирования породили необходимость формирования так называемого мак-рокинетического подхода к исследованию кинетики сложных химических реакций. Этот подход опирается главным образом на кинетический эксперимент, проводимый со смесью сложного состава в области температур и давлений, характерных для технологического процесса. Основное внимание концентрируется на корректной постановке этих экспериментов и последующей корректной математической обработке данных. По возможности при выводе макроскопических уравнений скорости обычно учитываются имеющиеся теоретические предпосылки о механизме реакции. В этом отношении макрокинетические модели нельзя считать чисто феноменологическими. В то же время не исключены ситуации чисто феноменологического подхода, когда вид уравнений макрокинетики отвечает только требованиям адекватного описания экспериментальных данных и однозначности оценок констант. Феноменологические модели, в области рабочих условий, для которых они построены, как правило, хорошо работают в составе математической модели реактора. [c.70]

Следовательно, наблюдаемое в реальных однородных системах образование зародышей можно объяснить только флуктуациями, приводяш ими систему в термодинамически невыгодное состояние. Поэтому для описания кинетики этого процесса приходится использовать либо вероятностные методы теории случайных процессов, либо статистико-механический подход. В классической феноменологической теории пуклеации, ведущей свое начало от работ Гиббса, Беккера, Деринга и изложенной в монографии Я. И. Френкеля [1], рост зародыша рассматривался как случайный марковский процесс. При этом для функции распределения зародышей по размерам было получено кинетическое уравнение типа Фоккера — Планка, обычно именуемое уравнением Беккера [c.147]

В данной книге мы будем рассматривать элементарный акт электродных реакций с помощью обоих подходов. Надо заметить, что они в известной мере перекрываются — феноменологическое описание включает в себя на разных этапах в большей или меньшей степени определенные модельные представления, а в молекулярной картине некоторые существенные моменты, в частности поведение растворителя, описываются в значительной мере феноменологически. Синтез этих двух подходов привел в последнее время к ряду важных результатов, например он позволил обосновать представление о квазибезбарьерных и квазибезактивационных реакциях. Процессы этого класса дают наглядный пример того, насколько понимание механизма элементарного акта важно для правильного анализа кинетики многостадийных электродных реакций. [c.8]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология