Поверхностное натяжение жидких элементов

ПОВЕРХНОСТНОЕ НАТЯЖЕНИЕ ЖИДКИХ ЭЛЕМЕНТОВ [c.228]

Поверхностное натяжение жидкого тантала прн 3273 К а=2,4 мН/м. Поверхностная энергия v=2388 мДж/м . Энергия дефекта упаковки 110 мДж/м1 Параметры самодиффузии поликристаллического тантала в интервале 1423—2473 К предэкспоненциальный множитель >о= =0,12-10- м /с, энергия активации =413,2 кДж/моль в интервале 2073—2773 К Do=2,0-10— м с, =460,5 кДж/моль. Параметры диффузии некоторых элементов [c.330]

По методу проф. А. В. Степанова производство ребристых трубных элементов производится вертикальной вытяжкой изделия. заданного профиля из жидкого металла. В расплав металла погружают фильеру, в отверстие и пазы которой опускают формообразователь с профилем, соответствующим ребристой трубе. При подъеме формообразователя благодаря силам поверхностного натяжения жидкий металл вытягивается из ванны в кристаллизатор. Образовавшийся в кристаллизаторе профиль охлаждается сжатым воздухом. При охлаждении жидкий металл переходит в твердую фазу. Производительность установки в зависимости от конструкции сребренных элементов 4—12 м/ч. [c.152]

Чистая поверхность. Разберем в качестве примера свойства совершенно чистой поверхности кристаллов германия или кремния. Атомы этих элементов, находящиеся в объеме кристалла, окружены четырьмя одинаковыми соседями, с которыми образуют четыре примерно равноценных ковалентных связи. Атомы же, находящиеся на поверхности, имеют не более трех соседей и должны поэтому обладать либо несвязанным электроном, либо образовывать между собой двойную ковалентную связь. В обоих возможных случаях средняя энергия химической связи в расчете на один поверхностный атом будет меньше, чем соответствующая энергия для атомов, находящихся в объеме кристалла. Заметим, что именно этими соображениями объясняется существование поверхностного натяжения у всех жидких и твердых тел. Действительно, атомы этих тел стремятся расположиться таким образом, чтобы суммарная энергия химических связей между ними была максимальна. При этом величина выделяющейся работы принимает наибольшее возможное значение. Поскольку средняя энергия химических связей для поверхностных атомов меньше, чем в объеме, увеличение поверхности данного тела сопровождается затратой работы, которая называется работой против сил поверхностного натяжения. Величина поверхностного натяжения определяется поэтому разностью энергий химических связей в объеме и на поверхности кристалла. [c.204]

Коэффициент поверхностного натяжения элементов в жидком состоянии [c.250]

Мы применяем термин поверхностно-активные к элементам, которые сильно сегрегируют на межфазной поверхности и существенно уменьшают поверхностное натяжение даже если присутствуют в минимальных количествах. Очевидно, что данное определение является в какой-то степени субъективным часто не имеется явного разграничения между элементами, оказывающими сильное и слабое влияния на величину о. На основе примеров, данных в табл. 14.2, можно заключить, что растворенные металлы оказывают умеренное воздействие на поверхностные свойства металлических расплавов. В этом случае сильное влияние оказывают неметаллы. Однако это проявляется не всегда, например, влияние свинца на величину о жидкой меди весьма сильное, так как при 1100°С значение J достигает 0,7 Н/см 44, 45], а у °° 200. Справедливо ожидать, что элементы с низким поверхностным натяжением будут существенно уменьшать а элементов с высоким значением данной характеристики. Это следует и из уравнения (14.72) для модели идеальных растворов. [c.376]

Примеси в чистых металлах или легирующие элементы в сплавах могут иметь-в межкристаллитной зоне иную концентрацию, чем в объеме кристаллита. Вопрос этот был исследован В. И. Архаровым [22]. Адсорбционное уравнение Гиббса показывает, что примеси в жидкой фазе, способствующие понижению поверхностного натяжения, имеют более высокую концентрацию на поверхности раздела, [c.25]

При получении химических волокон, пленок и ВПС гидродинамическая картина осложнена вследствие фазовых превращений в системе. На первом этапе формования жидкости являются смешивающимися или, по меньшей мере, частично смешивающимися на втором этапе элементы системы (выделенный полимер и осадительная ванна) не смешиваются, но поверхностное натяжение на границе раздела фаз элементов невелико. В процессе фазовых превращений межфазное поверхностное натяжение является переменной величиной, что и обусловливает особенности истечения и разрушения струй. Эти особенности заключаются в том, что при истечении в смешивающуюся жидкость необходим значительно меньший минимальный напор для образования струй при тех же напорах истечение в газовоздушную или несмешивающуюся жидкую среду носит капельный характер. Кроме того, время жизни струи (или длина сплошной части) находится в сложной зависимости от величины межфазного поверхностного натяжения. Это объясняется тем, что при истечении струи в пространство, занятое другой жидкостью, на границе раздела сред протекает процесс молекулярной диффузии. Для случая ламинарного режима он может быть аппроксимирован уравнением [c.132]

Приведенные данные являются приблизительными, так как предполагалось, что образующиеся капли вытягиваются в цилиндры, тогда как реальные частицы ВПС имеют более сложную форму. Кроме того, при расчете не учитывалось влияние процесса выделения полимера из раствора, который с гидродинамической точки зрения определяет эффективную вязкость полимерного раствора в функции времени. Наконец, межфазное поверхностное натяжение является переменной величиной. Все это, разумеется, должно внести коррективы в течение и продолжительность реальной деформации жидких элементов при получении ВПС. [c.137]

На втором этапе изменение поверхностного натяжения происходит лишь за счет деформации элемента, и поэтому здесь применима приближенная формула для модуля гиббсовской упругости закрытых однородных жидких пленок (13], которую мы представим здесь в форме [c.156]

Выясним прежде всего характер начальных возмущений струи. При выходе из сопла свежая поверхность струи свободна от ПАВ, и поэтому возмущения первоначально развиваются как для вязких струй в отсутствие ПАВ. По мере удаления от сопла адсорбция ПАВ стремится к равновесному значению, поверхностное натяжение снижается, а поверхность струи становится упругой, что при достаточной концентрации ПАВ может привести к появлению упругости и у цилиндрических элементов как целого. Считая возмущения струи, вытекающей из круглого отверстия, симметричными относительно ее оси, мысленно разобьем струю с помощью сечений, перпендикулярных этой оси, на части равного объема. Поскольку начальная адсорбция равна нулю, а начальная объемная концентрация ПАВ равна концентрации исходного раствора, все эти части будут содержать одинаковое количество как растворителя, так и ПАВ. Но это значит, что их можно рассматривать как различные состояния одного и того же элемента жидкого цилиндра. Следовательно, от фактора начального процесса адсорбции можно, в конечном итоге, отвлечься и свести задачу к возмущениям жидкого цилиндра, исходное (невозмущенное) состояние которого является равновесным и в механическом, и в химическом отношении. Отметим, что для жидкого цилиндра с адсорбированными на его поверхности ПАВ можно, в принципе, представить и качественно иной тип начальных возмущений изменение поверхностной плотности адсорбированных молекул без измене- [c.175]

Известную информацию о строении расплава при температурах, лежащих выще линии ликвидуса, дают исследования электродвижущих сил [47], в частности, высокотемпературных гальванических элементов [48 49], а также других характеристик (поверхностного натяжения, молярных объемов, теплот смешения и т. п.) системы. Так, например, измерялись электродвижущие силы элемента, составленного из двух жидких железоуглеродистых сплавов (электроды) с различной концентрацией углерода (от 0,2 до 4,7%) и из расплавленного шлака (электролит), содержавшего 49% АЬОз, 43% СаО и около 8% карбидов этих металлов [c.365]

Летучесть водородных соединений элементов главной подгруппы VI группы сильно увеличивается от HjO к HzS, а затем снова уменьшается при переходе к более тяжелым аналогам. Низкая по сравнению с ее аналогами летучесть воды обусловлена сильной ассоциацией ее в жидком состоянии (см. стр. 65 и с л.), которая выражается также в ненормальном значении константы Трутона и в высоком значении поверхностного натяжения (см. табл. 106). Как видно из табл. 106, подобно температурам кипения, изменяются и критические температуры и температуры плавления. Теплоты образования сильно уменьшаются при переходе от НгО к НгТе. Степень электролитической диссоциации сильно увеличивается в том же направлении. [c.661]

Из рис. 23—26 видно, что добавки МЬ, Та, Мо, У увеличивают поверхностное натяжение кремния. Это свидетельствует об отрицательной адсорбции атомов этих элементов на поверхности жидкого кремния. Можно также предполагать, что в данном случае на поверхность вытесняются микрогруппировки с разноименными связями, которые соответствуют силицидам этих металлов. Изотермы поверхностного натяжения этих [c.52]

С) стали и вытеснение ее атомами защитного газа (аргона), которые гораздо тяжелее атомов серы, на периферию плазменной дуги с температурой 2000 — 1000 °С, где атомы серы соединяются с кислородом в ЗОг, 50 и удаляются из зоны реакции в атмосферу. Процесс протекает при высокой температуре и интенсивном перемешивании расплавленного металла. Значительный температурный градиент оказывает влияние на поверхностное натяжение и усадку и приводит к изменению топографии поверхности переплавленного слоя металла. Испарение серы зависит от температуры плазмы, размера частиц, времени пребывания в плазме, физических свойств частиц плазмообразующего газа и ряда других факторов и с термодинамической точки зрения представляет переход вещества из одной фазы в другую, проходящий при постоянной температуре и неизменном давлении. Процесс получения максимального выхода серы в виде 5, 50, 50г, 5гО при минимальном выгорании легирующих элементов оптимизировали расчетным путем по минимальной загрязненности поверхности примесями (сульфидами, оксисульфидами). При предъявлении требований к чистоте поверхности и переплавленному слою подбирали режимы переплава таким образом, чтобы, варьируя температуру, соотношение компонентов защитного газа (Аг, О2), время пребывания металла в расплавленном состоянии, переплавленный слой металла был мало загрязнен различными примесями и это согласовалось с кинетикой окислительновосстановительного процесса. Применение первого вариационного принципа химической термодинамики для определения равновесных параметров многокомпонентных гетерогенных систем показало, что интенсивное окисление серы кислородом в газовой фазе происходит при высоких температурах (2500 — 3000 °С), которые достигаются при нагреве металла низкотемпературной плазмой в защитной среде, содержащей 95 % Аг + 5 % О2 (рис. 165). Процесс десульфирования путем переплава поверхности металла может быть представлен как ступенчатый, заключающийся в последовательном переходе атомов через различные фазы металл —пар с последующим окислением в области низких температур и удалении в атмосферу в виде молекул и атомов. Наряду с удалением из расплава 5, 502, 50 путем выноса их на поверхность жидкого металла происходит частичное растворение и измельчение неметаллических включений, что приводит к снижению балла по сульфидным включениям. Экспе- [c.392]

Течение расплавленных припоев в реальных условиях пайки, как уже отмечалось, отличается от течения идеальных жидкостей в связи с особенностями свойств припоев и своеобразными условиями заполнения ими капиллярных зазоров. Отличие расплавов припоев от обычных жидкостей состоит в том, что жидкий припой представляет собой систему, состоящую из нескольких компонентов. В процессе течения его в зазоре, образованном соединяемыми пайкой поверхностями, происходит дополнительное растворение в нем компонентов основного металла, флюса, а также элементов, входящих в состав газовых сред. Известно, что поверхностные свойства жидких растворов зависят от характера распределения в объеме и в поверхностном слое растворенных в них элементов. Если взаимодействие между атомами растворенного вещества и атомами растворителя меньше взаимодействия между атомами растворителя, то растворенные вещества будут выталкиваться из объема на поверхность. Накопление их в поверхностном слое приведет к уменьшению взаимодействия, в результате чего поверхностное натяжение с ростом концентрации растворенных веществ падает. Кроме того, под действием диффузии во всех участках раствора концентрация стремится стать равномерной. Равновесие в распределении элементов в объеме и в поверхностных слоях жидкости достигается в результате действия этих противоположных процессов. [c.177]

Наиболее ранним является процесс магматической дифференциации, заключающейся в том, что при выделении из магмы кристаллов монее растворимой твердой фазы (или удаления в виде газа части летучих компонетов) магма обедняется элементами, входящими в состав выделившейся фазы, и соответственно обогащается оставшимися. Длительность этого проце1са и очень большие массы первоначальной магмы могут приводить к очень сильному изменению состава остаточного расплава, в к-ром могут значительно накапливаться многие редкие элементы. Из такого расплава образуются пегматитовые жилы. Из магмы выделяется жидкая фаза иного состава, обладаювгая отличной от магмы вязкостью и иным поверхностным натяжением. Другими словами, происходит расслоение магмы такой процесс наз. ликвацией. Таким по отношению к силикатному расплаву является сульфидный расплав (су.льфидов меди, никеля, кобальта и др.) в расплавленном моносульф иде железа. Кристаллизация этих двух расплавов п])отекает независимо друг от друга. [c.421]

Укрупнение этих частиц является процессом, подобным росту мелких капель, сопровождающимся уменьшением поверхностной энергии. Он идет тем легче, чем меньше межфазное натяжение на границе твердый кремнезем — жидкая сталь. Такое укрупнение частиц кремнезема и других неметаллических включений способствует ускорению их всплывания и удалению из стали. Обычно раскисление стали проводят одновременно несколькими элементами, чтобы окислы этих элементов образовывали друг с другом относительно легкоплавкие соединения и присутствовали в виде жидких капель. Укрупнение этих капель, также определяемое величиной межфазного натяжения, облегчает их всплывание. [c.133]

При выводе волновых уравнений как ддя нити (I.4.I5), так и для пленки (2.2.15) мы пренебрегали отклонениями от параллельности поверхностных сил, действующих со стороны соседних элементов (вклад второго порядке малости), но яе пренебрегали вкладом (первый порядок малости), также являющимся следствием непараллельности противоположных участков поверхности элемента. Воздействие давления на неоднородный по толщине элемент жидкого объекта учитывалось путем соответствующего вычитания этого давления при определении сил, действующих со стороны соседних элементов объекта (формулы (I.3.I0), (2.1.5), (2.I.12)). В том же виде, т.е. путем вычитания из диагональных компонентов трехмерного тензора давления еще при самом определении понятия неравновесного натяжения пленки, мы [c.219]

Редкоземельные элементы — церий, лантан и другие — в последние годы все шире применяются в производстве стали. Они обладают большим сродством к кислороду и сере, являюшимся сильными поверхностно активными компонентами стали. В табл. 38 приведены данные о влиянии церия и лантана на поверхностное натяжение жидкого железа. [c.279]

Жидкость. В многофазные потоки жидкость может входить в виде непрерывной среды, содержащей диспергированные элементы твердых тел (частицы), газов (пузырьки) или других жидкостей (капли). Жидкая фаза также может быть дискретной, например в виде капель, взвешенных в газовой фазе или другой жидкости. За исключением некоторых специальных видов неньютопов-ских жидкостей, жидкости сильно отличаются от твердых тел своей реакцией на силы деформации. В твердых телах, если сила деформации не слишком велика, возникают маленькие обратимые деформации (упругие), вызывающие равную и противоположную по знаку силу, уравновешивающую приложенную силу, при условии, что твердое тело должно оставаться в покое. В жидкости же уравновешивающая сила может возникать только при условии, что жидкость находится п движении. Жидкость также отличается от твердого тела той легкостью, с которой деформируется граница с другими текучими средами (газами или жидкостями). Существование сил поверхностного натяжения (которое может рассматриваться как [c.175]

Известно, что для образования парового пузырька в жидкой системе путем ее нагревания необходимо затратить определенное количество энергии для создания поверхности раздела. Каждый вновь образованный паровой пузырек будет представлять единичный элемент дисперсной фазы, имеющий поверхность раздела с окружающей его жидкой средой. Указанная поверхность раздела характеризуется площадью, в зависимости от размера пузырька и поверхностным натяжением. В принципе необходимо рассматривать и толщину граничного поверхностного слоя. Однако этому вопросу посвящены специальные разделы книги и здесь, для упрощения изложения, толидина граничного слоя принимается бесконечно малой и не принимается во внимание. [c.110]

После нанесения покрытие должно оставаться довольно длительное время жидким для того, чтобы успели исчезнугь все шероховатости на его поверхности. Скорость сдвига в процессе выравнивания мала, поскольку она обусловлена лишь поверхностным натяжением. Необходимо, чтобы сразу же после завершения выравнивания пленка затвердевала. Вследствие сушки и отверждения покрытие преобразуется из упруговязкой жидкости в вязкоупругое твердое тело. Феноменологическая модель отвержденной пленки состоит из параллельно соединенных пружины и демпфера (вязкого элемента) в нее не входит последовательно присоединенный демпфер, моделирующий необратп-мые деформации. В этом случае аддитивно складываются напряжения сдвига, а не деформации. Простейшей моделью вязкоупругого твердого тела является модель Фойхта [c.16]

В ряде работ сделаны попытки автоматизации приборов для измерения поверхностного натяжения с помощью пластинки Вильгельми и определения поверхностного давления. На автоматических весах можно осуществить равномерное сжатие пленки при постоянной скорости движения барьера или измерять изменение площади пленки во времени при постоянном поверхностном давлении, что необходимо в кинетических исследованиях. Автоматические весы для исследования поверхностных явлений на жидких поверхностях описаны в монографиях Гэйнса [1, 37]. В таких весах вместо традиционной торсионной проволоки можно использовать специальные датчики и оптические следящие устройства согласно [39], чувствительность этих элементов достигает 10 дн/см. [c.98]

Основным элементом геттерных насосов является испаритель. В зависимости от конструкции последнего термическое испарение геттера может осуществляться как из твердой фазы (сублимация), так и из жидкой (испарение). Испарение из твердой фазы обеспечивает более мелкодисперсное распыление геттера и, следовательно, более полное его использование. Жидкофаз-ные испарители дают возможность повысить скорость испарения до десятков миллиграммов в минуту при сравнительно малом тепловыделении в окружающее пространство. Мощность нагрева подбирается такой, чтобы капля расплавленного геттера сохраняла свою форму за счет поверхностного натяжения, но не кипела и не происходило бы разбрызгивание активного металла. [c.53]

Как следует из приведенных данных, с уменьщением l/N имеет место снижение краевого угла и улучщение смачивания. Причиной смачивания является изменение поверхностного натяжения жидкости на границе с твердым телом, т. е. ушт. Улучшение смачивания связано, по-видимому, с переходом электронов на незаполненные d-уровпи элемента, входящего в состав жидкого расплава, и снижением ужт [c.268]

Гидродинамика нитей и пленок в определенной области параметров может быть построена на вполне адекватной обычной трехмерной гидродинамике. Элементариым объектом трехмерной гидродинамики (в том числе и так называемой капиллярной, которая учитывает поверхностное натяжение жидкости) является жидкая частица (именно ее скорость входит в уравнения Навье-Стокса), а граница раздела фаз задается двумерными краевыми условиями. В используемой нами иоде-лк "частицей" является элемент жидкого объекта вместе о принадлежащими ему элементами поверхности раздела фаз. Такая модель в присутствии поверхностно-активных веществ (ПАВ) при малом расстоянии между противоположными поверхностями раздела фаз в условиях их [c.170]

В монографии С ] проведен детальный анализ влияния ПАВ на волновое движение плоской поверхности жидкости в глубоком сосуде. Показано, что на достаточно длинные волны поверхностно-активные веще ства влияния практически не оказывают, в то время как для коротких волн они могут существенно менять характер движения маркированных точек поверхности если в отсутствие ПАВ каждая точка движется по окружности (в вертикальной плоскости, перпендикулярной фронту волны), то для больших значений динамической поверхностной упругости раствора 1 дё/д[ пА ( ё - поверхностное натяжение, А - площадь поверхности), когда о- . тангенциальные компоненты скорости элементов поверхности обращаются в нуль ( Гг =0). Полученные для этой задачи результаты автоматически переносятся в работена жидкие струи. Утверждается, что на длинноволновых возмущениях наличие ПАВ не сказывается, а для коротковолновых в качестве краевого условия принимается условие = о (в данном случае Тг представляет компоненту скорости вдоль струи в системе координат, движущейся со средней скоростью струи). 73 [c.173]

В рассмотренных выше случаях можно было пренебречь вкладом в уразнение движения от равновесного поверхностного натяжения в, но зато допускалась любая разница в т-олщине различных участков нити. Теперь мы обратимся к противоположному случаю, тесно связанному с анализом жидких струй, когда учитываются все капиллярные эффекты, в том числе и адсорбционно-десорбционные, но считаются малыми отклонения формы нити от цилиндрической на всем ее протяжении. В этом случав линейное натяжение элемента нити может быть записано в виде [c.186]

В процессе щелочной очиспш имеет значение не столько самый факт образования эмульсии, как степень ее устойчивости, зависящей от прочности тех поверхностных слоев (пленок), которыми окружены отдельные элементы дисперсной фазы эмульсии, т. е. капельки масла. В свою-очередь, прочность этих плен(Ж должна обусловливаться накоплением на границе двух жидких фаз эмульгатора, в данном случае — мыла. Так как, наконец, по мере увеличения концентрации этого эмульгатора поверхностное натяжение воды на границе ее с маслом будет все болео и более понижаться, то для эмульсий типа масло в воде естественно ожидать, что чем больше это снижение поверхностного натяжения, тем прочнее эмульсия, и наоборот. Эти интересные и важные выводы полностью подтверждаются при сопоставлении снижения поверхностного натяжения под влиянием накопления эмульгатора с устойчивостью эмульсий, образуемых мыльной водой с различными нефтяными дестиллатами (табл. 146). [c.590]

Вода содержится в живых клетках, в мертвых элементах ксилемы и в межклетниках. В мея клетниках вода иаходится главным образом в парообразном состоянии. Основными испаряющими органами растенЕя являются листья. В связи с этим естественно, что наибольшее количество паров поды заполняет межклетники листьев. В жидком состоянии вода находится в различных частях клетки клеточной оболочке, вакуоли, протоплазме. Вакуоли — наиболее богатая водой часть клетки, где содержание ее достигает 96%. При наибольшей оводненности содержание воды в протоплазме составляет 95%. Наименьшее содержание воды характерно для клеточных оболочек. Вода в клеточных оболочках заполняет промежутки между фибриллами целлюлозы и удерживается силами поверхностного натяжения в менисках. Часть молекул воды находится в адсорбированном состоянии на поверхности фибрилл, составляющих клеточную оболочку. Количественное определение содержания воды в клеточных оболочках затруднено по-видимому, оно колеблется от 30 до 50%. [c.63]

Особенностями таких систем являются 1) многообразие динамических структур и переменность спонтанно возникающих образований (пузырей, капель, пленок, струй) в пространстве и времени 2) волновые эффекты на границах раздела фаз и в собственно смеси как целом, связанные с проявлением поверхностного натяжения и существенной зависимостью прохождения сигнала и его деформаций от концентрации компонентов и структуры их элементов 3) зависимость от термогидродинамики первичных актов зарождения новой фазы и распределения центров ее генерации на границах и внутри потока 4) возможность возникновения состояний, существенно метаста бильных в термодинамическом смысле 5) усложнение механизмов турбулентного переноса, связанное с особенностями течения в элементах каждой из фаз и межфазной турбулентностью 6) возможность квазитурбулентных состояний ламинарного несущего потока вследствие осцилляций дисперсных элементов другой фазы 7) существование различных комбинаций режимов течения фаз (компонентов) потока (ламинарно-ламинарный, ламинарно-тур- булентный, турбулентно-ламинарный ламинарно-дисперсный, турбулентно-дисперсный) 8) зависимость от смачиваемости ограждающих конструкций жидкой фазой. [c.192]

Исходными данными для расчета служат массовые расходы С, Ь (кг/с), плотности Рс, (кг/м ) газовой и жидкой фаз, поверхностное натяжение жидкости о (Н/м), вязкость газа (Па с кг/м-с), радиусы патрубка г (м), рассекателя (м), центрального отверстия выхода из каплесъемника Го (м) массовая доля жидкости, улавливаемой в патрубке вихревого элемента, равна т]. [c.101]