Влияние нагревания на скорость диффузии

Скорость химических реакций с повышением температуры резко растет. Для гетерогенных реакций температурный коэффициент скорости обычно ниже, чем для гомогенных, так как при этом накладывается влияние других факторов, и наиболее медленной стадией процесса является не сама химическая реакция, а процессы диффузии, адсорбции и т. п. Зависимость скорости гомогенной реакции от температуры приближенно описывается эмпирическим правилом Вант-Гоффа при нагревании на 10° константа скорости увеличивается в два-четыре раза, т. е. [c.338]

В селективных травителях концентрации окислителя и комплексо-образователя выше, чем в травителях полирующих. Поэтому для повышения скорости селективного травления часто рекомендуется использовать подогрев. Хотя процессы диффузии также ускоряются нагреванием, но влияние температуры на скорость химических процессов значительно больше и поэтому травитель остается селективным и при более высокой температуре. [c.284]

Значение явления вязкости очень велико. В биологических системах она оказывает большое влияние на протекание ряда процессов в живом организме. Большую роль вязкость играет и в пищевой промышленности, иногда сильно влияя на весь ход технологического процесса (скорость передвижения полуфабрикатов и готовой продукции по трубам, условия получения гомогенных по структуре масс и т. д.). Изменение вязкости с температурой влияет на скорость процесса растворения и диффузии (что, в частности, очень важно при извлечении сахара из свеклы). С понижением вязкости жидкостей при нагревании связано и повышение электропроводности проводников второго рода и т. д. [c.84]

У целлюлозы в твердом состоянии возникают регулярная система Н-связей и вследствие этого кристаллическая решетка, образуются микрофибриллы, фибриллы, ламеллы и клеточная стенка в целом. Из-за высокой энергии когезии, обусловленной Н-связями и превышающей прочность ковалентных связей в макромолекулах, у целлюлозы невозможно плавление и при нагревании происходит деструкция. Высокая энергия когезии затрудняет подбор растворителей. Выделенную из древесины целлюлозу растворяют лишь немногие растворители, которые способны преодолевать энергию ее межмолекулярного взаимодействия. Образование Н-связей между цепями целлюлозы и молекулами воды имеет важное значение при поглощении целлюлозой и древесиной гигроскопической влаги (см. 10.2). Высокая энергия Н-связей, особенно в кристаллических участках, понижает химическую реакционную способность целлюлозы, оказывая решающее влияние на скорость диффузии реагентов в целлюлозное волокно. Механические свойства технической целлюлозы и бумажного листа определяются межволоконными связями, возникающими в частности в результате образования Н-связей между макромолекулами целлюлозы на поверхностях фибрилл и волокон. [c.235]

Опыт 100. Влияние нагревания на скорость диффузии [c.63]

Для равномерной делигнификации древесины существенной предпосылкой служит хорошая пропитка щепы. Щелочные растворы проникают в древесину намного лучше, чем кислые, и поэтому в щелочных варочных процессах продолжительность нагревания до максимальной температуры варки значительно меньше, чем при сульфитной (кислой) варке. Пропитка щепы происходит в результате проникновения варочного щелока в капиллярную систему древесины и диффузии через клеточные стенки. Скорость проникновения щелока зависит от размера индивидуальных капилляров, а скорость диффузии — от эффективной площади поперечного сечения всех капилляров клеточной стенки [316]. Для щепы наиболее важным критическим размером является ее толщина, которая влияет на выход целлюлозы и количество отходов сортирования [7]. Обычно щепа имеет толщину 8—10 мм [135]. Остальные размеры и форма щепы также оказывают определенное влияние, например, на наполнение котла и объемную скорость потока. [c.350]

На заключительной стадии структурного капсулирования при изометрической термообработке пленок, поглотивших раствор в процессе вытяжки в жидкой среде, адсорбционные явления могут оказывать противоположное действие на состав жидкости, заполняющей капсулы, в зависимости от влияния температуры на адсорбцию растворенного вещества. В случае усиления адсорбции при нагревании раствора или независимости адсорбции от температуры ее повышение в системе, не достигшей за время вытяжки адсорбционного равновесия между полимером и раствором, увеличивает скорость диффузии молекул растворенного вещества и способствует более быстрому установлению адсорбционного равновесия, т. е. максимальной концентрации адсорбционно-активного вещества у поверхности полимера. При слиянии жидкости из микрополостей в структурные капсулы адсорбционное разделение компонентов раствора усиливается и в капсулы поступает раствор, обогащенный инертным компонентом. [c.93]

Повышение температуры также улучшает выход по току в тех случаях, когда окислительно-восстановительный процесс протекает с большей скоростью, так как при нагревании улучшается диффузия и, кроме того, увеличивается каталитическое влияние материала электрода на процесс. Однако для медленно протекающего процесса с высоким потенциалом на электродах повышение температуры не улучшает выхода, так как снижается перенапряжение для выделения водорода и кислорода, и часть электроэнергии расходуется на выделение газов. [c.199]

Что касается коэффициентов массопередачи при десорбции, то по аналогии с теплопередачей, где влияние направления теплового потока (нагревание или охлаждение) невелико, можно полагать, что и при массообмене не должно быть заметной разницы между частными коэффициентами массопередачи при абсорбции и десорбции. Для тех случаев, когда эти коэффициенты определяются скоростью диффузии через пленку, указанное предположение подтверждается некоторыми опытами. Если же при поглощении происходит химическая реакция, коэффициенты массопередачи при десорбции могут быть иными, чем при абсорбции. К сожалению, в настоящее время еще нет данных, позволяющих судить о величине этих отклонений. [c.160]

Классическая термодинамика рассматривает только медленные процессы, характерное время которых значительно превышает наибольшее значение характерного времени релаксации системы (например, медленное нагревание или охлаждение). Тогда релаксирующая система проходит ряд последовательных бесконечно близких друг к другу равновесных распределений. Такие процессы обратимы во времени, так как и при обратном процессе система пройдет через ту же последовательность равновесных распределений в обратном порядке. Их принято называть в термодинамике равновесными и обратимыми . Они характеризуются отсутствием изменения энтропии (А5 = 0). Поскольку во всех случаях низкотемпературной плазмы (лабораторная или космическая) на нее действуют факторы, приводящие к отклонению от равновесия, такие, как внешние электромагнитные поля, выход излучения плазмы, не компенсируемый его поглощением, диффузия частиц через границы, нестационарность и т. д., то низкотемпературная плазма в принципе всегда является термодинамически неравновесной. Однако в ряде случаев влияние всех этих факторов настолько мало сказывается на ФР всех частиц по скоростям и уровням внутреннего возбуждения, а также на химическом составе плазмы, что отклонения их от равновесных невозможно обнаружить путем самых точных измерений. Для обозначения состояния плазмы в таких случаях вводится понятие локального термодинамического равновесия (ЛТР). Исключение составляет ФР фотонов по энергиям, которая в случае ЛТР может не являться равновесной. [c.17]

Эффект наложения в равной мере обусловлен влиянием градиентов, вызванных некоторыми внешними по отношению к данной термодинамической системе условиями (методикой приготовления системы, нагреванием или охлаждением) и влиянием возникшего процесса переноса. Например, если между двумя концами трубы, содержащей раствор или газ с одинаковой во всех точках концентрацией, поддерживается разность температуры, то в растворе возникает градиент концентрации, сохраняющийся и после достижения стационарного состояния эффект Сорэ). Однако если в стационарном состоянии раствора поддерживается градиент концентрации, то это приводит к возникновению градиента температуры эффект Дюфура). Так же, если в растворе электролита, содержащем ионы с разной подвижностью, имеет место градиент концентрации, то возникает градиент электрического потенциала (диффузионный потенциал), обусловленный разной скоростью диффузии ионов. Этот диффузионный потенциал будет влиять на поток массы. Описанное явление имеет важное значение в диффузии электролитов (см. разд. 3.2). [c.209]

Рассмотрим теперь, в какой мере следует учитывать эти эффекты ири расчете реактора. Возыйем вначале реактор вытеснения цилиндрической формы, заполненный только реакционной смесью. В таком реакторе иоток может быть либо ламинарным, либо турбулентным. В нервом случае действуют обычная молекулярная диффузия и конвекция, вызванная неравномерностью распределения температур. Если длина реактора значительно больше его диаметра, как это обычно имеет место в действительности, молекулярная диффузия в продольном направлении, как правило, почти не сказывается на работе реактора. Тем не менее, поперечная молекулярная диффузия может оказаться существенной, по крайней мере, в газах. Как уже указывалось, она будет снижать влияние распределения скоростей, приводящего к отклонению от режима идеального вытеснения. К этому вопросу, рассмотренному в работе Босворта 18], мы вернемся в 2. 7. Конвективный перенос в радиальном направлении может иметь аналогичный эффект, т. е. способствовать приближению к модели идеального вытеснения. Продольный конвективный перенос, который может наблюдаться в вертикальных цилиндрических аппаратах при сильном нагревании жидкости или газа, оказывает противоположное воздействие и может значительно снизить производительность реактора по сравнению с рассчитанной на основе модели идеального вытеснения. Этого можно избежать, правильно выбрав конструкцию реактора, например, использовав перегородки, либо горизонтальный реактор вместо вертикального. [c.60]

Смифелс и Ренсли [84] исследовали влияние поверхностной обработки на диффузию водорода через железо и никель результаты показаны в табл. 24. Например, травление железной поверхности разбавленной азотной кислотой повышает скорость диффузии в десять раз. Скорость диффузии водорода через железо можно повысить в 10—15 раз нагреванием металла в азоте [39]. [c.133]

Скорость диффузии зависит также от предварительной термической обработки металла, через который происходит диффузия. Хем и Заутер [40] рассматривали влияние предварительной обработки на диффузию водорода через железо и палладий и для обойх металлов установили, что закон действия масс при диффузии зависит лишь от скорости. Если свежеприготовленный препарат палладия, освобожденный от газа, дает определенную скорость диффузии при 300° и 760 мм давления, то другой препарат палладия может потребовать нагревания, например, до 600° при 760 мм давления, чтобы дать ту же скорость диффузии. Если железо находилось в контакте с азотом, то скорость диффузии водорода может быть в 10—15 раз выше, однако кривые диффузии совпадают с их прежним положением при нагревании до более высоких температур. Найдено, что для очень малых скоростей диффузии изотермы у железа и палладия соответствуют приблизительно К,х — в то время как для очень больших [c.134]

Бурке, Шуман и Парри [65] представили доказательства, которые показывают, что законы проводимости тепла для дробленого топлива остаются подобными тем, которые были развиты Фурье в его классических работах о течении тепла внутри гомогенного тела. В своих исследованиях они, однако, пренебрегли влиянием излучения, которое, как было показано позже, имеет важное значение [57, 61]. Их экспериментальные исследования включали исследование влияния нагревания на массу дробленого материала с одинаковой начальной температурой, помещенную в цилиндр с постоянной и более высокой температурой степки, и наблюдение во времени иовышения температуры по оси цилиндра с помощью термопар. Была найдена прекрасная согласованность для двух углей в дробленом состоянии и одного высушенного дробленого кокса с формой кривой, предсказанной на основе аналитического исследования по Фурье, и результаты позволили рассчитать тепловую диффузию, которая является критерием скорости расиространения температурной волны [66] и которая эквивалентна отношению теплопроводности к произведению удельной теплоты на плотность. Тепловая диффузия питтсбургского угля в 16 меш составляла 0,06 см 1мин в интервале температур 15—343° при атмосферном давлении. Прпнршая удельную теплоту и единицу плотности равной 0,3, получим, что теплопроводность в этом частном случае составит 0,00030. Для монолитного кокса тепловая диффузия была найдена равной 0,024 см мин в интервале температур 15—538°. [c.88]

В присутствии кислорода выделение хлористого водорода во всех случаях протекало с большей скоростью. Пред-положение о наличии первичного акта деструкции, заключающегося в разрыве связей в главной цепи макро-°молекулы и последующем отщеплении хлористого водорода, требует дальнейшего экспериментального подтвержде- ния. Существуют противоположные точки зрения об авто-каталитическом действии хлористого водорода, проявляющемся при нагревании хлорсодержащих высокомолекулярных соединений. Ряд исследователей отмечает необходимость связывания НС1, выделяющегося в начальной стадии процесса. Вместе с тем имеются данные и об отсутствии более интенсивного разложения в случае заведомого введения хлористого водорода в нагреваемый полимер. Вопрос об автокатализе в присутствии НС1 нуждается в более детальном и точном исследовании. При предварительном смешении НС1 с воздухом или с инертным газом, в среде которого проводят нагревание полимера, не удается установить влияния хлористого водорода на процесс разложения. Эта реакция, возможно, протекает в массе полимера, проникание же хлористого водорода в реакционную зону из газовой фазы затрудняется вследствие малой скорости диффузии кроме того, при повышении концентрации хлористого водорода путем добавления его в газовую фазу скорость диффузии НС1 из полимера может даже уменьшиться. [c.65]

Скорость суммарного процесса. Скорость суммарного процесса определяется наиболее медленной стадией. Диффузионный контроль наблюдается при применении растворов травителей с низкими концентрациями реагентов, при низких температурах или при процессах, сопровождающихся образованием плохо растворимых продуктов, затрудняющих диффузию. При этом отмечается резко выраженная зависимость скорости процесса от интенсивности перемешивания, вязкости раствора и малая зависимость от нагревания и структуры поверхности. Незначительное влияние температуры на скорость диффузии связано с небольшой энергией активации диффузии, составляющей всего несколько ккал1моль, в то время как энергия активации химических реакций имеет порядок десятков или сотен ккал моль. [c.281]

Скорость диффузии газообразных продуктов деструкции из полимера имеет существенное значение при анализе механизма этого процесса. При малых скоростях диффузии образовавшиеся низкомолекулярчые вещества успевают вступить во вторичные реакции, что вносит существенные изменения в состав продуктов деструкции. Особенно заметно это явление при сопоставлении деструкции под влиянием теплового и светового воздействий. Механизм этих процессов аналогичен и в обоих случаях направлен на разрыв наиболее слабых связей с последующими превращениями радикалов. Однако при нагревании полимеров линейной структуры наблюдается резкое понижение вязкости среды, в результате чего повышается скорость диффузии газообразных продуктов деструкции и уменьшается возможность протекания вторичных процессов. [c.87]

Таким образом, величина к тем больше, чем больше коэффициент диффузии О деполяризатора, площадь поверхпости S рабочего электрода и чем меньше объем V раствора деполяризатора в ячейке и толщина диффузионного слоя 8. Наибольшее влияние на этот коэффициент оказьшает увеличение соотношения S/V, это обстоятельство учитывается нри онределении онтимальньк параметров электролиза. Коэффициент О специфичен для каждого деполяризатора, по его вклад в скорости протекания электролиза можно увеличить, уменьшая вязкость раствора, нагреванием и заменой растворителя на менее вязкий (если это допустимо). Температурный градиент изменения коэффициента диффузии О от температуры равен приблизительно 2 % на 1 °С. Энергичное, равномерное неремешивание электролизируемого раствора также дает положительный эффект, так как заметно уменьшает толщину диффузионного слоя 8. [c.125]

Обращает на себя внимание различие в скоростях взаимодействия близких по химическому составу шихт. Скорости разложения окисно-карбидной смеси оказываются намного больше, чем оксикарбида ниобия. Это показывает, что условия получения исходных реагентов оказывают большое влияние на структурные свойства промежуточных продуктов. Из экспериментальных данных следует, что если смесь пятиокиси ниобия и сажи, взятых в стехиометрическом отношении на металл (NbjOg-j-S ), нагревать в атмосфере окиси углерода при 1500°, то в зависимости от продолжительности нагревания можно получить различные конечные продукты. Если скорость нагрева высокая, а продолжительность выдержки небольшая (5—10 минут), то конечные продукты взаимодействия в основном содержат двуокись и карбид ниобия (NbOjH-Nb J, причем этот состав, как показали предыдущие исследования [ ], имеет место в довольно широком температурном интервале (1400—1800°). При длительных выдержках фазовый состав меняется в результате взаимной диффузии атомов кислорода и углерода в решетках карбида и окисла в конечных продуктах при атмосферном давлении окиси углерода образуется оксикарбид ниобия с кубической решеткой. Разложение иослед- [c.235]

Скорость горения определяют по расходу вещества в единицу времени, который зависит от отношения скоростей химической реакции и процессов передачи тепла и диффузии. Это отношение в разных условиях может быть различным, несмотря на то что горит одно и то же вещество. Например, ес.тн смесь водорода и кислорода нагревать в сосуде (рис. 1,а), тщательно перемешивая содержимое, то при достижении определенной температуры смесь воспламенится сразу во всем объеме и сгорит. Температура и состав смеси будут изменяться во время горения одинаково и одновременно во всем объеме. Вследствие этого ни диффузия газа, ни теплопередача существенного влияния на процесс горения не оказывают . Скорость сгорания смеси, которую называют предварительно подготовленной, прн таких условиях полностью определяется превращением молекул водорода и кислорода в воду. Сжигание водорода в кислороде можно осуществить другим способом (рис. 1,6). Водород подается по трубке 2, а кислород — в кольцевой зазор между трубками 1 и 2. Водород и кислород смешиваются непосредственно в зоне пламени. В этом случае протекают процессы образование горючей смеси газов и отвод продуктов сгорания (диффузия), нагревание холодных газов от пламени (теплопередача) и химическая реакция в пламени. Количество сгорающего газа определяется размерами пламени. Пламя можно уменьшить либо увеличить, для этого достаточно изменить скорость подач И по трубкам либо кислорода, либо водорода, т. е. изменить условия образования смеси — диффузии. Скорость химической реакции в пламени остается практически неиз.менной. Скорость горечия в этом случае определяется диффузией, т. е. чисто физическим процессом. [c.4]

Окись и двуокись углерода активцо адсорбируются на пленках этих металлов при давлениях порядка 10- мм рт. ст. Начальная окорость сорбции СО на титане достигает 10 000—12 ООО см/сек, а СО2 —около 4 ООО см/сек. Как показано на рис. 70, процесс заканчивается образованием монослоя три Qs, равной соответственно 0,15—0,2 и 0,1—0,15 лмк/см . Влияние темлературы на его скорость не заметно, но нагревание до 200° С пленок, насыщенных окисью углерода, несколько восстанавливает их поглотительную способность ввиду расщепления адсорбированных молекул и частичной диффузии кислорода в. металл. [c.156]

Данные о влиянии температуры нагревания образцов на скорость образования вольфрамовых покритийприведенипа рис. 7-20. Как видно (кривая 7), скорость осаждения увеличивается с ростом температуры образца вблизи 800° С, затем наблюдается спад. Ото явление можно объяснить тем, что до температуры 800 С процесс протекает в переходной области и влияние температуры на скорость образования покрытии значительно ослаблено. Выше 800Э С определяющим фактором является диффузия паров карбонила к подложке. Переход в диффузионную область смещается в сторону меньших температур с увеличением скорости откачки из системы, т. е. с увеличением количества подаваемых к подложке паров карбонила (кривая 2). [c.275]

В этом методе применяют хроматографическую колонку и коаксиальный нагреватель, который короче колонки и имеет равномерный температурный градиент по своей длине. В процессе элюирования нагреватель движется более холодным концом вперед вдоль колонки от ее входа к выходу. Когда полоса растворенного вещества в нагретой зоне движется быстрее нагревателя, она продвигается в область более низкой температуры. Коэффициент распределения увеличивается, и поэтому скорость движения полосы должна снизиться. Когда процесс стабилизируется, каждая полоса движется вдоль колонки стой же скоростью, что и нагреватель, в области характеристической температурной зоны. Расположение растворенных веществ в зоне нагревания соответствует порядку возрастания коэф4пшнентов распределения. Таким образом, растворенные вещества с высокой летучестью стремятся стабилизироваться ближе к переднему более холодному концу нагревателя, а вещества с низкой летучестью — в его конце, имеющем более высокую температуру. Порция растворенного вещества, которая продвинулась слишком далеко вперед, будет стремиться переходить медленнее в более холодную часть, к которой она двигалась, а порция, которая отставала, будет двигаться быстрее. Таким образом, полоса каждого растворенного вещества по мере продвижения в колонке не только стремится быть более узкой, но и имеет тенденцию к непрерывному сужению. При этом способе конечная ширина полосы определяется действием двух противодействующих факторов обычным расширением полосы, вызванным диффузией и массопередачей, и сужением полосы под влиянием температурного градиента колонки. Эффективная хроматография требует равномерной набивки колонки и приемов, которые сводят к минимуму факторы, обусловливающие размывание полосы. Сужающее полосу влияние температуры приводит к тому, что окончательная ширина полосы лишь в незначительной степени зависит от первоначальной ширины полосы при вводе. Следовательно, таким путем можно исправить влияние большого разбавления при вводе пробы. [c.37]

Таким образом, среда, в которой проводится измрльче-ние кварца, оказывает существенное воздействие на его активность. Влияние воды значительно даже при очень малых ее содержаниях в измельчаемом порошке — порядка 0,02—0,05%, что соответствует возможности образования одного-двух насыщенных монослоев на поверхности частиц. Жидкости, их пары и твердые тела, с которыми кварц измельчается, могут вызвать как увеличение, так и уменьшение квазиравновесной концентрации кремнезема в растворе и скорости растворения порошков. Кинетические кривые растворения порошков, измельченных с малыми добавками или в воде, имеют максимум, который исчезает при длительном хранении образцов прн комнатной температуре или при нагревании. Этот эффет объяснен образованием в процессе измельчения и распадом на поверхности частиц активных и нестойких гидратных соединений кремнезема. Имеет место рост активнорти порошков кварца, измельченных в присутствии малых добавок и в среде воды и других жидкостей, в процессе раство рения, а также при нагревании и прокаливании при температуре, не превышающей 600° С. Этот рост активносст объяснен диффузией примесей в деструктурировапном верхнем слое и десорбцией их с поверхности частиц. [c.210]