Электрические заряды на поверхности и поля

Опасность статического электричества при электризации жидких углеводородов можно оценить, зная величину электрического заряда. При увеличении плотности электрического заряда напряженность поля может достигнуть такой величины, при которой произойдет электрический пробой. Величина электрического заряда, соответствующая пробою диэлектрика (нефтепродукта), будет предельной, больше которой не может быть плотность электрического заряда в трубопроводе. Предельная величина электрического заряда в трубопроводе прямо пропорциональна относительной диэлектрической проницаемости жидкости, пробивной напряженности электрического поля и обратно пропорциональна диаметру трубопровода. Увеличение диаметра трубы приводит к уменьшению предельной величины заряда статического электричества. При увеличении времени выдержки жидких углеводородов под напряжением предельная величина заряда уменьшается. С увеличением площади поверхности электродов предельная величина заряда жидкого диэлектрика снижается при постоянном напряжении. Предельная величина заряда очищенных диэлектриков сильно зависит от давления. При возрастании давления предельная величина заряда увеличивается. [c.151]

Поверхностное натяжение может не быть постоянным на всей межфазной поверхности, поскольку коэффициент поверхностного натяжения зависит от концентрации адсорбирующихся на поверхности ПАВ, от температуры и электрического заряда поверхности. Изменение Е приводит к изменению баланса сил, действующих на межфазную поверхность, а следовательно, может вызвать течение жидкости. Действительно, граничными условиями на межфазной поверхности, разделяющей две несмешивающиеся жидкости, является равенство нормальных и касательных напряжений. В условие непрерывности нормальных напряжений входят давления, которые на искривленной поверхности связаны уравнением Юнга — Лапласа (17.5). Если имеется градиент поверхностного натяжения в направлении касательной к межфазной поверхности, то непрерывность касательных напряжений требует изменения значений вязких напряжений вдоль поверхности, а следовательно, поля скоростей в жидкой фазе и формы межфазной поверхности. [c.437]

Адсорбция полярных молекул на поверхностях, имеющих электрические заряды. Прн адсорбции полярных молекул на адсорбенте, имеющем на поверхности ионы или диполи, возникает взаимодействие диполя адсорбата с электростатическим полем адсорбента. Если молекулы адсорбата невелики и обладают периферически расположенными диполями (например, молекулы воды и аммиака), они ориентируются в электростатическом поле адсорбента. Возникает так называемое ориентационное кулоновское взаимодейст- [c.495]

Плотность избыточных электрических зарядов, как и плотность наведенных зарядов, неодинакова на поверхности вытянувшейся под влиянием внешнего электрического поля капельки. Она приобретает наибольшее значение на вытянутых концах капельки. Соответственно и напряженность местного электрического поля, создаваемого этими зарядами, также самая большая на концах вытянутой капельки [4-2]. Избыточные электрические заря ц>1 являются дополнительным источником диспергирования капли [46-47]. [c.51]

Как следует из данных табл. 4.2, для нефтесодержащих систем характерно наличие двойного слоя незначительной толщины, что объясняется значительной концентрацией электролитов в дисперсионной среде. Наряду с электростатическим фактором устойчивости относительно высокую агрегативную устойчивость нефтесодержащих вод можно объяснить наличием на поверхности частиц адсорбционно-сольватных слоев из молекул (в том числе дифильного строения) различных веществ, находящихся в дисперсной фазе или дисперсионной среде, и механических примесей. Наличие у частиц дисперсной фазы собственного электрического заряда объясняет их поведение во внешнем электрическом поле. [c.67]

Электрокапиллярная кривая при адсорбции на поверхности ртути поверхностно-активных молекул приведена на рис. 84 (кривая 2). При этом на электрокапиллярной кривой наблюдаются два потенциала десорбции точки а и е. Десорбция органических молекул с поверхности ртути при достаточно большом ее положительном или отрицательном заряде объясняется тем, что диэлектрическая проницаемость воды (около 80) больше, чем диэлектрическая проницаемость многих органических веществ (10—30). Диэлектрик с большей диэлектрической проницаемостью втягивается в электрическое поле конденсатора, причем тем сильнее, чем больше напряженность этого поля (чем больше заряд на обкладках конденсатора). Поэтому при увеличении положительного или отрицательного электрического заряда в двойном электрическом слое на поверхности ртути молекулы воды из раствора втягиваются в это поле и вытесняют молекулы органического вещества, обладающего меньшей диэлектрической проницаемостью. Таким образом максимальная адсорбция органических молекул должна достигаться вблизи потен циала нулевого заряда, где заряд поверхности металла равен нулю. [c.305]

Производственные процессы, связанные с использованием углеводородных газов, и жидкостей, сопровождаются явлением статической электризации. Статическая электризация — это образование и разделение положительных и отрицательных электрических зарядов, возникающих при столкновении или контакте поверхностей двух твердых тел, поверхностей твердого тела и жидкости, а также при разрыве или разделении поверхностей твердых тел и жидкости газами или другими агентами. При благоприятных условиях заряды статического электричества накапливаются и создают электрическое поле высокой напряженности, приводящее к искровым разрядам. [c.145]

Выще было показано, что пластовая жидкость—носитель электрических зарядов из-за трения фаз, адсорбции ионов на поверхности взвещенных фаз и контакта с заряженными поверхностями. В то же время скелет пласта и окружающие горные породы, как правило, являются носителями собственного электрического поля. [c.129]

Для количественной оценки электростатической индукции рассмотрим конденсатор (рис.У.1,а), состоящий из двух параллельных пластин с площадью поверхности 8 (в см ) и расстоянием (в см) между ними. Когда пластинам конденсатора сообщается заряд QS (где Q — плотность электрического заряда), то между ними возникает однородное электрическое поле. Силовая характеристика поля [c.314]

Известно, что силовые лииии изолированного электрического заряда распространяются равномерно во все стороны пространства, образуя сферические эквипотенциальные поверхности напряженностей поля. Эти силовые линии одного и того же заряда не могут пересекаться. При кулоновском взаимодействии двух неподвижных противоположно заряженных частиц боковое давление силовых трубок, окружающих центральную силовую трубку (уравнения 10 и 11), обеспечивает параллельность распространения силовых линий и прямолинейность их траектории между протоном и электроном. Поэтому для определения напряженности поля такой центральной силовой трубки можно использовать уравнение напряженности поля между пластинами плоского конденсатора при сравнительно малом расстоянии между пластинами [12] [c.22]

Абсолютные электрические заряды протона и электрона равны. Площадь поверхности сферы протона, с гравитационным радиусом К = 2,81 10 " см также равна площади сферы электрона. Поэтому напряженности электромагнитного поля вблизи этих сферических поверхностей, согласно уравнению (9), также равны. Следовательно, одинаковы и количества силовых линий электромагнитного поля, распространяемых электроном и протоном. В центральной силовой трубке, заканчивающейся электроном и протоном, количество силовых линий электрона и протона также одинаково ( 7). На I стационарной орбите электрон в атоме водорода проходит расстояние з, = 387,2 10 " см с линейной скоростью 2,2 [c.25]

Различен и механизм обоих явлений. Коагуляция золей происходит обычно в результате сжатия двойного электрического слоя и уменьшения или полного исчезновения электрического заряда на поверхности частицы, являющегося в этом случае основным фактором устойчивости. Выделение же из раствора полимера при добавлении электролита объясняется уменьшением растворимости высокомолекулярного вещества в концентрированном растворе электролита. По аналогии с подобными явлениями в растворах низкомолекулярных веществ такое выделение высокомолекулярного вещества из раствора можно называть высаливанием. Дебай считает, что при высаливании молекулы растворенного вещества вытесняются из электрического поля введенных ионов, которые связываются с полярными молекулами растворителя. Таким образом, высаливание принципиально не отличается от выделения высокомолекулярного вещества из раствора при добавлении к последнему нерастворителя. Как правило, высаливающее действие ионов изменяется соответственно тому порядку, в каком они стоят в лиотропном ряду. Так, катионы по мере уменьшения их высаливающего действия могут быть расположены в ряд [c.466]

В постоянном внешнем электрическом поле коллоидная частица перемещается к электроду, знак заряда которого противоположен знаку заряда поверхности коллоидной частицы (рис. 10.15, а). Электроосмотический перенос жидкости направлен к электроду, имеющему тот же знак, что и поверхность капилляра К (рис. 10.15, б). В этом случае в электрическом поле подвижны гидратированные противоионы, которые увлекают прилегающие к ним слои воды. [c.307]

Если первоначально преобладает растворение металла, то переходящие в раствор катионы уносят с собой положительный электрический заряд. Раствор при этом заряжается положительно, а металл отрицательно. Ионы раствора, несущие избыточный положительный заряд, и оказавшиеся нескомпенсированны-ми свободные электроны металла притягиваются друг к другу и располагаются вблизи поверхности раздела фаз по обе стороны от нее, образуя так называемый двойной электрический слой, в пределах которого электрический потенциал резко изменяется. Возникающее при этом электрическое поле затрудняет растворение металла и усиливает обратный процесс. В дальнейшем устанавливается динамическое равновесие, обусловленное взаимной компенсацией этих процессов, и определенная разность потенциалов между металлом и раствором (рис. 12.1). [c.228]

Растворению платины предшествует стадия разряда ионов С1 с образованием комплекса Р1—С1, связь платины с решеткой металла ослабляется, что и создает условия для растворения. Для объяснения экспоненциальной зависимости типа (70.6) было использовано представление о полярности связи кислорода с поверхностью платины. Так как слой диполей кислорода развивает такой же по знаку скачок потенциала, как и скачок потенциала в ионном двойном слое при положительном заряде поверхности (см. 16), то присутствие кислорода ослабляет электрическое поле двойного слоя, что в соответствии с теорией замедленного разряда тормозит растворение. Можно также предположить уменьшение энергии адсорбции хлора при адсорбции кислорода на поверхности платины. [c.370]

Для объяснения спада тока в разбавленных растворах при переходе через т. н. з. В. Г. Левичем была развита теория неравновесного двойного электрического слоя. Сущность этой теории состоит в том, что поле двойного слоя при отрицательных зарядах электрода замедляет скорость подхода анионов к поверхности металла. Замедленное вхождение анионов в двойной слой (так называемый динамический у х-эффект) должно проявляться тем сильнее, чем больше отрицательный заряд поверхности, т. е. следует ожидать спада тока электровосстановления анионов при переходе через т. н. з. Максимальную плот- [c.280]

Возникновение электрического заряда на поверхности играет чрезвычайно большую роль в физической химии дисперсных систем и поверхностных явлений. Явления, связанные с взаимодействием электрического поля с зарядом жидкости или с поверхностным зарядом диспергированных частиц твердого тела, получили название электрокинетических. [c.408]

В коллоидных системах, особенно с водной дисперсионной средой, исключительно велика роль электрического заряда на поверхности частиц. Рассмотрим, какими причинами вызывается возникновение зарядов на поверхности, каково строение слоев электрических зарядов, и явления, связанные с действием внешнего электрического поля на заряженные поверхности. [c.81]

Сила электростатического взаимодействия по-прежнему равна произведению заряда поверхности Q на напряженность электрического поля [c.96]

Ток миграции (/ ) возникает под действием электрического поля. К электроду мигрируют все ионы, имеющие противоположный знак, но дальнейшее их поведение здесь различно — часть ионов разряжается (уводится из электролита), другие же ионы, не способные разрядиться при данном потенциале, остаются у поверхности катода в количестве, соответствующем заряду поверхности. Электрическое поле электрода экранируется этими ионами, и в таком случае непрерывного подтягивания ионов из глубины раствора не происходит. [c.289]

Смещение электрических зарядов в диэлектрике под действием электрического поля обнаруживается как соответствующий ток смещения. Его мерой является величина диэлектрического тока /с, определяющегося как электрический заряд, который в процессе зарядки или разрядки конденсатора пересек единицу поверхности, находящуюся перпендикулярно направлению перемещения заряда. Между величиной электрического поля Е, плотностью тока смещения /д и относительной диэлектрической проницаемостью существует линейная зависимость [c.247]

Сера может служить простейшим примером электрета, т. е. вещества, способного длительно сохранять электрический заряд (в том числе разного знака на противоположных поверхностях) и создавать электрическое поле в окружающем пространстве. Электретное состояние обычно достигается нагреванием и последующим охлаждением пластин из подходящего вещества в достаточно сильном электрическом поле. Электреты являются как бы электрическими аналогами постоянных магнитов и находят разнообразное практическое использование. [c.323]

Часть электрических зарядов не участвует в образовании сигнала (ионного тока) из-за утечки зарядов на корпус д тектора и зажигающий элемент. Наиболее полный сбор зарядов достигается при наибольшей напряженности поля у среза горелки в зоне ионизации. Этому условию отвечает применение электрода-коллектора в форме цилиндра, когда плоскость его нижнего среза на 1—2 мм выше горелки, расположенной по оси цилиндра. При этом пламя находится практически внутри цилиндра. Такая система электродов обеспечивает не только высокую чувствительность, но и наиболее широкий линейный диапазон (увеличение максимальной концентрации). Излишнее приближение коллектора к горелке может вызвать перегрев электрода и эмиссию положительных ионов с его поверхности. Для исключения этого на коллектор должен быть подан отрицательный потенциал. С другой стороны, отрицательный потенциал на горелке препятствует рекомбинации положительных ионов и обеспечивает их полный сбор. При оптимальном выборе конструкции и положения электродов ток насыщения практически одинаков при любой полярности электродов. [c.58]

Такое же выталкивающее действие электрического поля должно возникать при вхождении частицы в зону ДЭС другой одноименно заряженной частицы. Если две частицы сближаются так, что диффузные слои перекрываются, происходит удаление части объемного заряда противоионов в зоне контакта (вместе с ним— частичное снижение заряда поверхности) и взаимодействие двух одноименных полей вызывает взаимное отталкивание частиц. [c.234]

Рассмотрим пример стабилизирующего действия диффузионно-электрического поля при зарождении новой фазы из пересыщенных растворов электролитов. Диффузии ионов к поверхности микрокристалла радиуса а можно сопоставить электрическое поле диффузионного потенциала и, соответственно, избыточный электрический заряд [c.256]

Пусть жидкость представляет собой диэлектрик, т. е. электропроводность жидкости настолько мала, что ею можно пренебречь. Рассмотрим образец жидкости, объем которого равен V. Жидкость состоит из электронов и ядер и каждая нз этих частиц есть внутренний источник электромагнитного поля. Кроме того, могут быть внешние источники поля, находящиеся вне образца жидкости. Можно, например, электрически зарядить конденсатор и между его пластинами поместить жидкий диэлектрик. Электрические заряды на поверхности пластин конденсатора будут представлять собой внешние источники поля. Нас интересует электрическая составляющая поля внутренних и внешних источников. [c.37]

Фрумкиным было показано, что благодаря большому дипольному моменту молекул воды электрический потенциал фо на поверхности капелек водяного тумана может достигать 250 мВ. Согласно выражению (X—3), при оседании частиц с м и т 5-10-з г при п 10 ° частиц/мз (что характерно для кучевых облаков), т] иТ-Ю- пуаз (1,7-10- Па-с), юл 4-10- См/м могут возникать электрические поля с напряженностью Е порядка киловольт на см. В нестационарных условиях (при конвекции) значения Е могут быть выше и достигать значений, при которых происходит пробой воздуха электрическим зарядом — молния. [c.273]

При распространении ультразвуковых волн в жидкости, если их интенсивность достаточно велика, может наступить явление кавитации. Упругие колебания в жидкости вызывают процессы сжатия и разрежения, повышения и понижения давления. При понижении давления сплошность среды нарушается, в ней появляются полости (пузырьки) при повышении давления пузырьки захлопываются, что вызывает появление мгновенных пиков давления, достигающих десятков мегапаскалей. В то же время на поверхности кавитационных пузырьков образуются электрические заряды и поля с напряженностью в сотни В/см. Это может вызвать пробои в пузырьках и ионизацию пропикшнх в нпх паров жидкости. При захлопывании пузырьков ионы попадают в жидкость. Эти процессы могут привести как к чисто механическому воздействию на помещенные в жидкость изделия, так и к ускорению химических реакций, в том [c.371]

Несомненный интерес представляет влияние электростатического заряда на растекание. В настоящее время известно, что электрический заряд поверхности оказывает влияние на взаимодействие тела с жидкой средой. В частности, установлено [48], что электризация поверхности полимеров оказывает существенное влияние на угол смачивания (рис. 2.17). Это влияние проявляется даже через пленку покрытия. Так, при изучении растекания жидкости по поверхности пленки иолихлоропрено-вого каучука, нанесенной на различные подложки (кожу, дерево, ПС, ПЭ, ПВХ), электростатический заряд которых был индуцирован трением, оказалось [49], что растекание жидкости существенно зависит от типа подложки, что авторы объяснили поляризуемостью нанесенной пленки каучука и ее влиянием на смачивание. Улуч-щение смачивания заряженных поверхностей имеет несомненный практический интерес. В частности, описано [50] применение этого эффекта для ускорения пропитки пористых материалов (стеклослюдобумажных лент) при производстве электрической изоляции. Как следует из приведенных в [50] данных, электрическое поле резко повышает скорость пропитки (рис. 2.18) продолжительность пропитки эпоксидным компаундом сокращается вдвое. [c.86]

Из уравнения (XX, 6) видно, что определяющей суммарную емкость двойного электрического слоя является меньшая из величин Сг и Сд. Емкость плотной части двойного слоя определяется размерами адсорбированных ионов и способностью их деформироваться под действием электрического поля. Поэтому при постоянной температуре Сг является функцией только заряда поверхности и не зависит от концентрации электролита. Обычно величины емкости плотного слоя лежат в пределах 20-4-40 мкф/см . В отли-чие 01 Сг, емкость диффузной части двойного слоя существенно зависит от концентрации электролита (уменьшается с разбавлением, а также с уменьшением заряда электрода). Если концентрация электролита высока, то емкость диффузной части двойного слои значительно превышает емкость слоя Гельмгольца. В этом случае [см. уравнение (XX, 6)] [c.539]

Сущность действия переменного электрического поля на эмульсию заключается во взаимном притяжении поляризуемых под влиянием поля капелек воды и их слияния в более крупные капли, быстро оседающие под действием силы тяжести. Основное же действие постоянного электрического поля заключается в движении капель воды вдоль силовых линий поля, что обусловлено избыточными электрическими зарядами капель (электрофорез), а также неоднородностью электрического поля, образуемого вертикальными цилиндрическими электродами. Это приводит к стремительному передвижению капель к электродам, на поверхности которых они скапливаются и под действием силы тяжести стекают вниз. В этом способе, применяемом, как правило, для малообводненных эмульсий, в которых капельки воды расположены сравнительно далеко одна от другой, силы взаимного притяжения капель играют второстепенную роль. [c.36]

Возникновение избыточного заряда возможно также в результате контакта капельки с одним из электродов, создающих поле. Величина прио 5 атаемого ею электрического заряда пропорциональна напряженности электрического поля и квадрату радиуса кривизны контактир)оощей с электродом поверхности капельки. [c.51]

Объяснение этих явлений основано на представлениях Квинке (1861 г.) о существовании так называемого двойного электрического слоя на фазовой границе между жидкостью п твердой стенкой. В самом деле, если жидкость, находящаяся непосредственно у стенки капилляра, содержит избыток электрического заряда, компенсированный соответствующим избытком противоположного заряда на стенке (рис. 35), то при наложении электрического поля, направленного по оси капилляра, возникнет сила, стремящаяся переместить заряды в жидкости, а вместе с ними и саму жидкость в капилляре относительно его стенки. В результате мы имеем электроосмос. Напротив, если, создав разность давлений на обеих сторонах (концах) капилляра, мы вызовем в нем течение жидкости, то это приведет к перемещению заряда жидкости вдоль оси капилляра. Появится так называемый конвективный электрический ток и соответствующее электрическое поле — потенциал течения. Наличие зарядов на поверхности коллоидных частиц вызывает, как и в случае ионов, их перемещение относительно жидкой фазы в электрическом поле, т. е. электрофорез. И наконец, при седиментации заряженных частиц их заряд переносится в направлении оседания, в результате чего появляются конвективный ток осаждения и соответствующее электрическое поле — седиментационный потенциал. [c.134]

Первая сумма в уравнении (1.12.5) или неравенстве (1.12.6) отражает все виды работы, которые совершает система. Какие именно виды работы следует учитывать, зависит от того, к какой конкретной фнзико-химическо11 задаче применяется урав-н-ение. Фактически в различных главах нашего курса будут учитываться три формы работы работа расширения (— pdv), работа образования новой поверхности (ads) Хв главе Поверхностные явления ) и работа перемеш,ения электрических зарядов в электрическом поле (Edq) (в главе Электрохимия ). Поэтому, раскрывая знаки суммы и уравнении (1.12.5), можно переписать фундаментальное уравнение термодинамики в следующем виде [c.48]

Если две частицы дисперсной фазы сблизить на достаточно короткое расстояние, то далее они будут удерживаться друг около друга силами ван-дер-ваальсова притяжения, которые весьма существенны для частиц большого размера. Это должно привести к их слипанию в случае твердой дисперсной фазы или к слиянию — в случае жидкой и газообразной. Если бы это происходило при каждой встрече частиц, то расслаивание эмульсий и коагуляция суспензий происходили бы за очень короткое время. Однако это случается далеко не всегда в силу наличия у частиц дисперсной фазы электрического заряда. Например, золь Ре(ОН)з проявляет основные свойства и присоединяет протоны, в результате чего коллоидная частица Ре(ОН)з приобретает положительный заряд. Частицы коллоидного золота адсорбируют на своей поверхности многие анионы и заряжаются отрицательно. Заряд на поверхности коллоидных частиц скомпенсирован ионами противоположного знака (противоионами), которые под действием электростатического поля этих частиц концентрируются вблизи поверхности, образуя ионную атмосферу (см. 13.2). Заряженную поверхность вместе с примыкающей к ней ионной атмосферой называют двойным электрическим слоем. Поскольку все одинаковые по своей химической природе коллоидные частицы имеют одноименный заряд, между их ионными атмосферами действуют силы электростатического отталкивания. Это препятствует их сближению до расстояний, на которых ван-дер-ваальсово притяжение пересиливает электростатическое отталкивание и создаются условия, благоприятные для слипания частиц. [c.321]

Поляризация обусловлена обратимым смещением заряженных частичек под влиянием электрического поля. В дисперсных системах всег-да существует межфазный скачок потенщГала, причем заряд поверхности дисиерсЯий фазы находится в равновесии с противоположным но знаку нарядом дисперсионной среды, под влиянием электрическо-го поля двойной слой может обратимо (упруго) смещаться и тем самым увеличивать поляризацию, а значит, и диэлектрическую постоянную системы. [c.107]

Если кристалл сегнетоэлектрика подвергнуть сжатию или растяжению, то на его противоположных поверхностях возникают электрические заряды разных знаков (т. н. прямой пьезоэлектрический эффект). Наоборот, наложение на сегнетоэлек-трик электрического поля вызывает некоторое изменение его размеров (т. н. обратный пьезоэлектрический эффект). Оба эти эффекта обусловлены смещением друг относительно друга пространственных решеток катионов и анионов данного вещества. Сег-нетоЭлектрики находят разнообразное использование в электроте.хнике. [c.564]

Ионы в растворе являются носителями электрического заряда, поэтому адсорбция ионов (переход из объемной фазы в поверхно-стный слой) сопровождается перераспределением зарядов и возникновением электрического поля в области поверхностного слоя. Например, переход катионов из объемной жидкой фазы на границу с твердой приводит к тому, что последняя заряжается положительно, жидкая — отрицательно, и в поверхностном слое возникает [c.166]