Структура нормальных жидкостей

СТРУКТУРА НОРМАЛЬНЫХ ЖИДКОСТЕЙ [c.17]

Влияние температуры на структуру жидкостей. Теория Эйринга [9], которая учитывает свойства жидкости, связанные как с упорядоченностью, так и неупорядоченностью структуры, может дать более подробную картину влияния температуры на структуру нормальных жидкостей. С одной стороны, эта теория находится в согласии с экспериментальными данными по рассеянию рентгеновских лучей, из которых [c.24]

Это можно объяснить тем, что полифункциональная молекула является как бы жесткой матрицей , которая благодаря наличию многих центров связывания стабилизирует структуру окружающей воды в некой заданной конфигурации. В результате уменьшается релаксационная составляющая сжимаемости и теплоемкости. Температурная зависимость сжимаемости воды приближается к линейной, что свойственно нормальной жидкости. Заметим, что определению стабилизация структуры воды разные авторы придают различный смысл. Здесь под ним понимается сохранение геометрии водородных связей и уменьшение разнообразия возможных конфигураций. [c.55]

Зависимость вязкости от давления существенно различается у неструктурированных (нормальных) и структурированных (аномальных) жидкостей У нормальных жидкостей проявляется прямо пропорциональная зависимость между количеством жидкости, протекающей в единицу времени через капилляр, и давлением, действующим на жидкость (рис. 3.3, кривая /). Вязкость структурированных жидкостей не подчиняется этому правилу. При течении аномальной жидкости работа затрачивается не только на преодоление сопротивления слоев жидкости, но и на разрушение ее структуры. Графическая зависимость количества вытекаю 1ей жидкости от давления в этих случаях имеет вид кривой, выпуклой к оси давления (рис. 3.3, кривая 2). [c.78]

Изотерма адсорбции, соответствующая уравнению (VII-47) (рис. VII-1), не может объяснить природу краевого угла. Способность жидкой пленки сосуществовать с объемной жидкостью в условиях образования краевого угла показывает, что под действием твердого тела структура жидкости в пленке меняется. Эмпирически это изменение структуры учитывается эффективной упругостью Р", отличной от Р°. Эффективная упругость паров Р представляет упругость насыщенных паров, которую имела бы нормальная жидкость, если бы ее структура была такой же, как структура пленки. Такое структурное возмущение должно релаксировать с увеличением толщины пленки, что можно описать экспоненциальным выражением [c.290]

При высоких давлениях вязкость жидкостей значительно увеличивается, причем чем сложнее структура молекулы жидкости, тем больше влияние давления. Например, по данным Бриджмена, по сравнению с нормальным давлением при 1200 МПа, вязкость ртути увеличивается на 0,32, а изобутилового спирта на 790 вязкость воды возрастает всего в два раза. Графически эта зависимость почти линейна. Для расчета вязкости жидкостей при повы- 1,мПа-с [c.259]

Рассмотрим систему, состоящую из адсорбента любой геометрической структуры, содержащего предельно адсорбированное количество вещества 5, и отдельно (вне адсорбента) это же вещество в виде нормальной жидкости. Обе части системы сообщаются через газовую фазу. Вся система находится в замкнутом объеме при температуре плавления нормальной жидкости Тпл. В условиях равновесия давление пара адсорбата ра = Рта равно давлению насыщенного пара жидкости. При бесконечно медленном понижении температуры ниже Гпл вещество вне адсорбента может существовать лишь в виде кристаллов (если переохлаждение нормальной жидкости исключено). Так как температура для всей системы одна и та же, условием ее равновесия при любых температурах ниже Гпл будет равенство давления пара адсорбата над адсорбентом и насыщенного пара этого же вещества в кристаллическом состоянии вне адсорбента. Изменение давления пара кристалла ртв при изменении температуры зависит только от температуры (при достаточно больших размерах кристалла) и определяется уравнением Клапейрона — Клаузиуса [c.424]

Обломки кристаллической структуры льда частично сохраняются и при повышении температуры (возможно, с этим связаны особые свойства, приписываемые талой воде). Это приводит к еще одной аномалии плотность воды при нагревании выше температуры плавления продолжает увеличиваться и достигает максимума при 4°С. При дальнейшем повышении температуры некоторое уплотнение за счет дальнейшего разрыва водородных связей и размещения молекул воды в еще не занятых пустотах уже не может конкурировать со снижением плотности в результате обычного теплового расширения в результате вьппе 4°С вода ведет себя, как все прочие нормальные жидкости, т.е. расширяется при нагревании. [c.134]

Общий характер кривых радиального распределения для расплавленных солей и нормальных жидкостей (металлы и сжиженные благородные газы) одинаков, а это означает, что структура расплавленных солей в принципе аналогична структуре обычных жидкостей. Однако детальное изучение кривых позволяет получить более подробную характеристику строения расплавленных солей. [c.308]

Взаимное расположение молекул. Самой простой структурой обладают жидкости, состоящие из отдельных атомов (одноатомных молекул), которые в этом случае рассматривают как жесткие сферы. Такая модель хорошо описывает, например, структуру жидкого аргона. Однако даже в применении к самым простым, так называемым нормальным жидкостям эти структурные теории не дают удовлетворительных результатов, поскольку выводы из них не согласуются с экспериментом, если не использовать некоторые эмпирические соотношения [6]. Соотношения, полученные для жидкостей, состоящих из многоатомных несферических молекул, очень сложны, и выводы из них, касающиеся структуры этих жидкостей, носят скорее качественный или же полуколичественный характер. Наиболее важные экспериментальные данные по структуре жидкостей можно получить, изучая рассеяние рентгеновских лучей и нейтронов, измеряя равновесные термодинамические величины (плотность, сжимаемость, тепловые эффекты, давление паров), а также рассматривая неравновесные процессы переноса (вязкость, диффузию, электропроводность). Из экспериментов по дифракции рентгеновских лучей и нейтронов можно, зная положение первого максимума, найти функцию радиального распределения молекул. Эта функция определяет вероятность нахождения какой-либо молекулы вблизи данной молекулы в зависимости от расстояния до нее. Для жидкости, состоящей из сферически симметричных молекул, не имеющих внутренней структуры, можно теоретически вычислить функцию распределения для пары молекул, т. е. найти вероятность нахождения двух молекул на данном расстоянии / друг от друга в зависимости от расстояния Р между ними. Результаты расчетов можно затем сравнить с экспериментальными данными. Знание функции распределения— это тот минимум информации, который необходим для получения картины строения жидкости. [c.18]

В водных растворах электролитов условия иные [1]. В разбавленных растворах при температуре ниже 100 °С Еу возрастает с увеличением удельного объема, а Д1 снижается и Еу>Ер. Аналогичная аномалия отмечена для параметров вязкого течения. В водных растворах эффекты, обусловленные жидкой структурой, превосходят по силе воздействия эффекты в бесструктурной нормальной жидкости. Давление влияет на различные факторы, определяющие структуру жидкости оно в некоторой мере разрушает ре- [c.402]

Как известно, для так называемых нормальных жидкостей скорость звука монотонно уменьшается, а сжимаемость монотонно увеличивается с ростом температуры. Ввиду этого ясно, что аномальные температурные зависимости этих свойств у воды обусловлены особенностями ее структуры, главным образом, изменением структуры с ростом температуры. [c.166]

Ясно, что допущение равновесия между испарением и конденсацией для каждого слоя в системе со многими слоями неприемлемо, и поэтому нам необходимо решить два важных вопроса. Во-первых, какова должна быть толщина слоя конденсата к тому моменту, когда свободная поверхность приобретет свойства трехмерной жидкости Так как адгезионные силы вносят свой вклад в когезию адсорбированного пара, действие их проявляется и на расстоянии, большем диаметра молекулы, но оно ослабевает с увеличением расстояния от адсорбента. Во-вторых, можно ли рассматривать конденсированную фазу как нормальную жидкость или она имеет некоторую структуру [c.23]

Вязкость, вызванная образованием в коллоидной системе внутренних структур, отличающихся от вязкости нормальных жидкостей, получила название структурной вязкости. [c.367]

Пластичные (консистентные) смазки представляют собой пластические коллоидные системы. Это особый класс смазочных материалов, приготавливаемых путем введения в смазочные масла специальных, главным образом твердых, загустителей, ограничивающих их текучесть. Большинство консистентных смазок в широком интервале температур ведет себя как твердые упругие тела. Они приобретают способность необратимо деформироваться (течь), если приложенная сила больше предела текучести смазки. С повышением температуры предел тек ести консистентных смазок понижается и при некоторой, определенной для каждой смазки температуре становится равным нулю (смазка течет). Вторым характерным признаком консистентных смазок, отличающим их от смазочных масел, является аномальное внутреннее трение, в отличие от нормальных жидкостей, зависящее от условий течения (структурная вязкость). Эти свойства консистентных смазок связаны с их коллоидной природой и структурой. [c.146]

Это означает, что вязкость ньютоновских нормальных жидкостей не зависит от давления, оказываемого на жидкость. В отличие от нормальных однородных жидких систем произведение pt для коллоидных растворов и суспензий часто подвержено изменению и снижается с увеличением давления, следовательно, уменьшается и вязкость. Эта, аномалия вязкости обусловлена наличием связей между дисперсными частицами. Такие неоднородные структурированные жидкие системы обладают структурной (дополнительной) вязкостью. С повышением давления структура разрушается. Предельно разрушенной структуре отвечает минимальная вязкость [1]. [c.16]

Уменьшение при увеличении давления можно приписать изменениям в структуре воды. Вероятно, при низких давлениях вода имеет открытую структуру с координационным числом 4, и при этом для течения не требуется заметного дополнительного объема, т. е. п велико. По мере возрастания давления открытая структура, повидимому, разрушается, и при высоких давлениях для образования активированного состояния течения требуется дополнительный объем такой же относительной величины, как и в соединениях, не содержащих гидроксильной группы. При высоких давлениях величина п приближается к постоянному значению. При этом интересно отметить, что для значений п, лежащих между 4 и 5, отношение л / получается несколько меньшим 2, как и для нормальных жидкостей. Можно ожидать, что подобным же образом будут вести себя спирты и другие вещества, в которых в твердом состоянии имеются водородные связи. [c.487]

Если под воздействием поля при его определенной интенсивности происходит разрушение структуры слоя и превращение находившейся в нем жидкости в нормальную жидкость с обычной вязкостью, то в момент изменения вязкости будет также наблюдаться скачок в значении коэффициента электроосмоса, связанный как с переносом границы жидкости с нормальной вязкостью в зону более высоких потенциалов двойного электрического слоя, так и с полной перестройкой ионных атмосфер в связи с изменением растворяющей способности и диэлектрической проницаемости сольватного слоя. [c.287]

Среди изученных веществ наибольшее отклонение мольного объема адсорбированного вещества (у =31.9 см моль) от мольного объема нормальной жидкости (у=27.3 см /моль) характерно для аргона. Теперь следует установить, в какой мере это аномальное значение мольного объема аргона в адсорбированном состоянии типично для микропористых адсорбентов другой природы. Для этой цели Е. Г. Жуковской были изучены изотермы адсорбции паров аргона и других веществ на уже упоминавшихся образцах активных углей АУ-1 и АУ-2 с практически предельными параметрами их микропористой структуры. Для сравнения служил силикагель СМ, принадлежащий к группе относительно крупнопористых адсорбентов. Пористая структура этого силикагеля ири относительном давлении, равном единице, объемно заполнялась в результате капиллярной конденсации паров. По предельным величинам адсорбции а для активных углей были вычислены предельные адсорбционные объемы W , причем для аргона принималось как экспериментальное значение мольного объема для адсорбированного состояния у = 31.9 см /моль, так и значение v== [c.10]

В отличие от нормальной жидкости нематический жидкий кристалл состоит из стержнеобразных молекул, у которых длинные оси соседних молекул приблизительно параллельны друг другу. Чтобы учесть эту анизотропию структуры, для описания направления преимущественной ориентации молекул в окрестности какой-либо точки введем вектор п. Этот вектор называется директором. Его ориентация в среде может меняться непрерывно и систематически от точки к точке (за исключением сингулярностей). Тем самым внешние силы и поля, действующие на жидкий кристалл, могут вызывать поступательное движение жидкости, а также ориентационное движение директора. [c.112]

ОТ скорости потока жидкости. Зависимость эта возникает вследствие того, что течение даже при малых скоростях турбулентно. Для них не действителен закон Гагена—Пуазейля, выражающийся в том, что вязкость не зависит от скорости течения. Этот закон действителен для нормальных жидкостей, течение которых лишь при более высоких скоростях становится турбулентным и которые поэтому при малых и средних скоростях подчиняются данному закону. Исследования в этом отношении на олеате аммония см. [266— 268]. Очень высокая при малых скоростях вязкость сильно падает с ростом скорости, чтобы затем пройти минимум и снова возрастать. Качественно эти наблюдения находят свое объяснение в структуре мыльных растворов. Неупорядоченные сетки и скопления, а также неупорядоченные мицеллы создают значительное сопротивление при течении, с ростом же скорости течения происходит частичная ориентация в направлении потока, в результате чего вязкость понижается. При гораздо более высоких скоростях течения вязкость вновь возрастает вследствие усиливающейся турбулентности, как это имеет место и для очень быстротекущих нормальных жидкостей, функциональная зависимость между вязкостью и скоростью в этой области примерно такая же, как и для чистой воды, только абсолютное значение вязкости здесь выше. [c.352]

Впервые общая теория структуры масел и связи вязкости. с последней бьша развита К. С. Рамайя [89]. Он исходил из того, что нормальные жидкости подчиняются уравнению вида [c.187]

Однако ингибиторы могут не соответствовать определению ньютоновская жидкость. К таковым, в частности, относятся ингибиторы коллоидного типа, а также разного рода рабочие коллоидальные растворы, в которые введены ингибиторы и особенно при пониженных температурах. Для коллоидных систем внутреннее трение является аномальным, и его называют структурной вязкостью. В этом случае час-гицами, которые перемещаются относительно друг друга в потоке, являются не молекулы, как в нормальных жидкостях, а коллоидные мицеллы, способные дробиться и деформироваться при увеличении скорости или изменении условий потока, в результате чего измеряемое с помощью проточных вискозиметров внутреннее трение либо уменьшается, либо увеличивается. Вязкость жидкостей, имеющих признаки коллоидной структуры, можно измерять с помощью ротационных вискозиметров, например, по ГОСТ 1929. [c.6]

Механическая модель структуры жидкостей. Для интерпретации структуры нормальных жидкостей Бернал предложил теорию полиэдрических вакансий [8а]. В этой теории жидкость не рассматривают ни как кристалл с разрушенной решеткой, ни как конденсированный газ, а изучают непосредственно возможное расположение тесно, но беспорядочно упакованных сферических молекул в непрерывной и однородной среде. Такая модель жидкого состояния характеризуется переменным координационным числом, т. е. ближайшие соседи и их число непрерывно меняются. Следствием этого явля- [c.21]

Аналогичные выражения справедливы для теплоемкости п коэффициента теплового расширения. Структурные величины обычно сильно зависят от температуры. При комнатных (и более низких) температурах структурные вклады аномально велики. Так, в случае сжимаемости KstrlKoa ., b [170], в то время как для большинства других жидкостей это отношение меньше единицы [171]. В конечном счете все аномалии воды обусловлены лабильностью структуры воды в отношении воздействия теплом или давлением. В ряду наиболее характерных аномалий воды — резко нелинейная температурная зависимость объема, сжимаемости и теплоемкости с положительной второй производной. Это проиллюстрировано на рис. 3.7 на примере объема и сжимаемости воды и, для сравнения, сжимаемости нормальных жидкостей — спиртов и ртути [172—175]. [c.52]

Вопрос о вязкости жидкости куда более сложен. Анализ, имеющийся в /34/, приводит к выводу о том, что безразмерное описание вязкости жидкостей неоднопарамет-рично. Различия в соответствующих кривых оказываются нередко очень существенными. Особенно велики они для симметричных молекул СС1 , бензола, циклогексана. С другой стороны, вещества с родственной структурой - нормальные алканы - ведут себя единообразно. [c.59]

Рис. 150. Гистерезис вязкости Дополнительная вязкость, возникшая вследствие добавочного сопротивления сетчатых структур течению жидкости и других причин, называется структурной вязкостью (тПс р). Вязкость концентрированных растворов полимеров как бы складывается из нормальной вязкости т)н, связанной с ламинарным течением и подчиняющейся законам Ньютона и Пуазейля, и структурной вязкости, т. е. Т1 =Т1 +Т1стр Наличием этого второго слагаемого прежде всего обусловлено значительное увеличение вязкости при снижении температуры или возрастании концентрации, так как структура, полностью пли частично разрушенная при нагревании или разбавлении вследствие повышения подвижности макромолекул, снова начинает возникать при охлаждении или росте концентрации.

Для объяснения аномальности коэффициента термического расширения воды следует принять во внимание, что наблюдаемое термическое расширение меньше, чем можно ожидать, исходя из увеличения эффективного радиуса молекулы при термическом расширении структурного каркаса. Действительно, заполнение пустот при повышении температуры влияет на тепловое расширение противоположно тому, как влияет увеличение эффективных радиусов. Увеличение давления так же, как и увеличение температуры, способствуют заполнению структурных пустот. Таким образом, при высоких давлениях большинство пустот уже занято и увеличение температуры может привести к заполнению только еще небольшого числа свободных пустот. Следовательно, с повышением давления коэффициент термического расширения будет уменьшаться. Однако при очень высоких давлениях (когда большинство пустот уже заполнено) основным результатом повышения температуры будет увеличение эффективных радиусов молекул, а заполнение незначительного числа оставшихся пустот будет иметь второстепенное значение. В результате коэффициент термического расширения в этом интервале давлений будет возрастать. Из-за нарушения ближнего порядка в воде при температурах 40—50 °С льдоподобность структуры будет иметь меньшее значение для изменения объема под действием температуры и давления. Таким образом, при повышенных температурах коэффициент термичесгКого расширения воды уменьшается так же, как и для большинства нормальных жидкостей. Аналогичным образом можно объяснить поведение сжимаемости воды. [c.49]

Связь вязкости со структурой частиц особенно ясно была показана Фрейндлихом на растворах мыл. Он показал, что растворы олеата и стеарата натрия обладают свойствами нормальных жидкостей и вполне следуют закону Пуаэейля. Однако смесь этих веществ ведет себя аномально. Эта аномалия тем сильнее выражена, чем большее количество стеарата присутствует в смеси. Параллельные ультрамикроскопические исследования показали, что раствор олеата натрия является оптически пустым, в растворах же стеарата содержится много длинных частиц. В смеси обоих веществ возникало много длинных нитеобразных частиц, причем длина многих таких частиц была настолько большой, что выходила за поле зрения микроскопа. [c.85]

Приведенные данные показывают, что в большинстве случаев — плавление сопровождается уменьшением координационного числа без увеличения межатомных расстояний. Это означает, что плавление приводит не к удлинению межатомных расстояний, а к образованию пустот молекулярных размеров вследствие разрыва связей между отдельными частицами. Из этих данных следует также сходство в структуре кристаллического и жидкого состояний. Иногда эту аналогию в литературе отмечают термином квазикристалличность жидкости. Форма радиальной функции зависит от природы жидкости и значительно изменяется с изменением температуры. Так, у сжиженных благородных газов максимумы на кривых радиального распределения по мере уменьшения атомного номера становятся более низкими и более плоскими. Это связано с увеличением квантовых эффектов у жидкостей с малыми молекулярными массами. Особенно большую роль квантовые эффекты играют в жидком гелии. У этого вешества в области температур ниже 4 К обнаруживается ряд аномальных явлений у изотопа Не наблюдается сверхтекучесть вследствие сильного уменьшения вязкости, чрезвычайно высокая теплопроводность и другие особенности изотоп = Не ведет себя как нормальная жидкость. На основе количественной теории жидкого гелия, разработанной Л. Д. Ландау с применением квантовых статистик Ферми и Бозе, объяснены особенности влияния температуры на жидкие Не и Не, которые часто называют квантовыми жидкостями. [c.230]

Удельный объем нормальных жидкостей при понижении температуры, монотонно уменьшается. Это ужньшение объема связано, с одной стороны, с сок ращением междучастичных расстояний в веществе вследствие уменьшения амплитуды тепловых колебаний молекул и, с другой стороны, с увеличением степени ближнего порядка, т. е. с таким изменением структуры жидкости, в результате которого взаимное расположение ее молекул делается энергетически более выгодным. [c.160]

Основой нашего взгляда является допущение об объемном запол-непии сорбатом свободных полостей в этих системах. Чрезвычайная малость микропор дает возможность применять к таким системам данные, известные в так называемых клатратных соединениях, где устанавливаются отношения гостя и хозяина . Система вместе с сорбатом представляет собой квазиоднородную структуру, подобную бинарной смеси, например раствору. Если пользоваться этими представлениями, то вообще исключается понятие удельной поверхности этих систем, а следовательно, и существование внутренних поверхностей сорбата в микронорах. Ясно, что схема последовательно заполняемых пор от наиболее активных мест к менее активным выпадает, так же как и понятие о распределении обычно вводимого адсорбционного потенциала . Очевидно, объем заполнения является объемом для всех полостей взятой навески хозяина и потому есть величина постоянная И о=соп81. Наиболее правдоподобна следующая схема процесса при введении некоторого количества сорбента в замкнутый большой объем (термостат) с течением времени происходит заполнение объема РГо сорбатом и постепенно устанавливается равновесие, причем, так как система квазиоднородпа, то равновесное давление р существует только снаружи и отвечает измеримому на опыте давлению пара. В этих условиях можно говорить только о плотности сорбата внутри. По мере дальнейшего пуска пара в систему плотность гостя в системе возрастает и растет наружная упругость пара. Пределом является равновесное значениер=р,. Следовательно, никакого объема по уравнению (1) не существует вообще, а все определяется плотностью или величиной мольного объема сорбата. Однако по всем данным плотность даже при небольших р р будет сравнительно велика и близка к плотности нормальной жидкости. [c.26]

Результаты исследования адсорбции различных веществ на цеолитах не всегда могут быть объяснены, исходя из представлений о полной регулярности решетки цеолитов. Нельзя, нанример, объяснить молекулярноситовым эффектом ограниченность адсорбции метилового и этилового спиртов на цеолите КА, не сделав заключения о недоступности для молекул СН3ОН и СаН ОН значительной части объема полостей в цеолите, доступных для адсорбции молекул воды, т. е. о структурной неравноценности разных частей этих объемов или, в противном случае, о значительных различиях плотности упаковки молекул в каналах цеолитов от их упаковки в нормальных жидкостях. Известно также, что синтетические мордениты, получаемые разными авторами при идентичности их состава и близости структуры, определяемой из рентгеновских данных, [c.238]

Чтобы пояснить явление пластичности угля, рассмотрим следующий пример известно, что нормальные жидкости, истинные растворы и кол-.поидные системы, в которых исключена возможность образования внутренней структуры, обладают так называемой нормальной вязкостью, т. е. [c.33]

Двухструктурная модель впервые была выдвинута Холлом [355]. Согласно ей, в жидкой воде в равновесии находятся две структуры первая, воспроизводящая в пределах ближнего порядка решетку льда I (структура I) и вторая — более плотная (структура II). Последняя определяется различными авторами по-разному. Холл [355] считает, что структура II соответствует плотнейшей упаковке молекул воды. Гротхейм и Крог-Му [356] принимают за структуру II воду в гипотетическом состоянии нормальною жидкости. Михайлов и Сырников [357], Намиот [358] отождествляют эту структуру с решеткой льда, в которой все пустоты заполнены молекулами воды. В этом случае двухструктурная модель близка к льдоподобной. [c.163]

Рассмотренные до сих пор низкомолекулярные вещества образуют нормальные стекла, для которых характерен сравнительно небольшой интервал размягчения, охватывающий 20—50°. К подобным стеклам относятся низкомолекулярные смолы глобулярной структуры (канифоль, пеки, новолачные смолы). Ниже Тст такие смолы отли-чаются хрупкостью и разрушаются до достижения предела упругости выше Гст они ведут себя как упруговязкие тела, у которых диаграмма растяжения состоит из линейного участка, отвечающего упругой деформации, и нелинейной части, соответствующей пластической деформации. Выше Гтек поведение этих веществ практически такое же, как у нормальных жидкостей. [c.308]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология