Свободная поверхность чистых жидкостей

Свободная поверхность чистых жидкостей. Если один из концов молекулы имеет углеводородную природу, а другой обладает большим остаточным сродством, то имеются некоторые указания на стремление углеводородных концов ориентироваться наружу 1. Наиболее прямое указание вытекает из сравнения работы когезии (т. е. удвоенного поверхностного натяжения, гл. I, 8) с работой адгезии тех же соединений к воде. Поверхностное натяжение равно половине работы, которую необходимо затратить для разрыва жидкого цилиндра с площадью поперечного сечения в 1 л ,, так как при этом образуется 2 слА све- [c.207]

Нормальная сила р в нашем приближении совпадает с нормальной силой, действующей на свободную поверхность чистой жидкости. [c.612]

Работа когезии колеблется в гораздо менее широких пределах, чем работа адгезии к воде другими словами, притяжение свободной поверхности такой жидкости, как спирт или кислота со средней длиной цепи, к тождественной поверхности лишь немногим превышает притяжение между поверхностями чистых парафинов. Нет никаких оснований сомневаться в сильном взаимном притяжении между двумя соприкасающимися группами ОН или СООН поэтому приведённые данные доказывают, что эти группы, по крайней мере [c.207]

Поверхностное натяжение и поверхностная энергия. Молекула, находящаяся внутри жидкости, полностью окружена другими молекулами и в случае чистой жидкости притягивается к ним с одинаковой силой во всех направлениях. Поверхность жидкости находится в контакте с воздухом, насыщенным парами этой жидкости, и притяжение между молекулой на поверхности и молекулой в парах близко к нулю. Число соседних молекул, притягивающих молекулу, находящуюся на поверхности, меньше, чем число этих молекул, притягивающих ее изнутри поэтому молекула втягивается внутрь жидкости. В результате втягивания молекул с поверхности внутрь поверхность жидкости стремится сократиться до возможно меньшей величины. Так как приближение к условиям равновесия обычно сопровождается снижением свободной энергии, можно считать, что на поверхности имеется свободная поверхностная энергия. [c.54]

Лиофобные дисперсные системы характеризуются значительной удельной поверхностью и свободной поверхностной энергией, которая, естественно, стремится к уменьшению. В чистых жидкостях это проявляется в стремлении к уменьшению величины поверхности (образование капель, коалесценция капель). Соотношение поверхностных натяжений двух жидкостей определяет условия растекания (уравнение IV. 10), или равновесного контакта (IV. 2), а соотношение поверхностных натяжений на границе раздела трех фаз, из которых одна является твердой, определяет условия смачивания (IV. 3). Для искривленных жидких поверхностей раздела характерно наличие капиллярного давления (IV. 4) и изменение упругости пара (IV. 5). [c.99]

Уравнение Гиббса. Поверхностное натяжение а растворов обычно отличается от а чистого растворителя (см. гл. И). Растворенное вещество может не изменять а растворителя, повышать и понижать а. Поверхностная свободная энергия стремится к минимуму, поэтому при повышении а вегцество будет удаляться с поверхности внутрь жидкости. Полному удалению молекул растворенного вещества с поверхности препятствует тепловое движение, под действием которого вещество стремится к равномерному распределению в объеме. Под влиянием этих двух факторов устанавливается равновесие, в результате которого концентрация вещества в поверхностном слое уменьшается по сравнению с концентрацией в объеме. Если растворенное вещество снижает ст, то концентрация его в поверхностном слое увеличивается. [c.241]

Сущность хроматографического метода заключается в том, что через слой адсорбента, являющегося неподвижной фазой, пропускают поток элюента — жидкости или газа-носителя (подвижная фаза). Вместе с элюентом передвигается разделяемая смесь. Встречая на своем пути свободную поверхность адсорбента, компоненты смеси адсорбируются и, если их адсорбционная способность различна, смесь разделяется на зоны, каждая из которых преимущественно содержит чистое вещество. Очевидно, что раньше других будет отлагаться на адсорбенте компонент, наиболее сильно адсорбирующийся. Последними будут адсорбироваться вещества, имеющие слабое сродство к адсорбенту. Неадсорбирующиеся компоненты выйдут из слоя адсорбента вместе с элюентом. При продолжительном пропускании элюента зоны движутся по слою адсорбента вслед- [c.347]

Низкое значение Us rei) (45 эрг- см" ) объяснить нетрудно. Это объяснение имеет внешнее сходство с объяснением, данным Харкинсом [35 ] относительно поверхностной свободной энергии. Координационное число молекулы на поверхности жидкость—пар ниже координационного числа молекулы в объеме. Но на поверхности жидкость—жидкость координационное число для каждого компонента близко к координационному числу в объеме. Таким образом следует ожидать, что для межфазной поверхности Us (ret) НИЖе Ug для любой из чистых жидкостей. [c.81]

В чистых жидкостях единственной возможностью уменьшения свободной энергии системы является уменьшение величины поверхности. При образовании пленки жидкости на проволочном каркасе АВ (рис. 28) стремление пленки к [c.75]

Рассмотрим жидкость со свободной поверхностью 5, находящуюся в некотором сосуде (рис. 13,а). Наклонив сосуд, можно увеличить поверхность жидкости на величину А5 (рис. 13,6), при этом определенное число молекул, которые до этого были в объеме, выходят на поверхность. Согласно сказанному, для перемещения новых молекул на поверхность необходимо совершить работу. Так как число вышедших на поверхность молекул пропорционально вновь образовавшейся поверхности А5, то, наклоняя сосуд, кроме чисто механической работы, связанной с изменением центра тяжести сосуда, мы совершим и работу по увеличению поверхности. Эта работа, отнесенная к единице поверхности, называется удельной поверхностной энергией, или поверхностным натяжением у [c.42]

Для выяснения физической сущности процессов проникания низкомолекулярных веществ через многослойные полимерные композиции была проанализирована стационарная стадия процесса переноса на примере двухслойной мембраны, находящейся в одностороннем контакте с жидкостью. Свободная поверхность мембраны обдувалась потоком чистого инертного газа. [c.39]

Как ясно показано в гл. I, поверхностное натяжение у является вполне определенным свойством поверхностей раздела между двумя жидкими фазами, характеризуемым точно измеримой величиной. Если жидкие фазы представляют собой чистые вещества с нормальной вязкостью, его равновесное значение достигается очень быстро. Динамическими методами найдено, что поверхностное натяжение чистых жидкостей достигает равновесного значения в течение одной миллисекунды или еще быстрее [1]. Согласно расчетам, приведенным в этом разделе, больщая часть свободной поверхностной энергии относится к поверхностному слою толщиной порядка всего нескольких молекулярных диаметров. [c.44]

Жидкости, с которыми приходится иметь дело в технике, чаще всего представляют собой не чистые вещества, а растворы, которые могут содержать поверхностно-активные компоненты или иметь примеси таких веществ. Наличие в растворах поверхностно-ак-тивных веществ (ПАВ) приводит к их концентрированию на свободной поверхности пленки и соответствующему изменению поверхностного натяжения. В. Г. Левич показал, что волнообразование приводит к сжатию поверхностей пленки во впадинах и растяжению на гребнях волн, результатом чего является изменение поверхностного натяжения, обусловленное изменением концентрации ПАВ. В результате возникает сила, способствующая гашению волн. Давление, обусловленное растяжением и сжатием поверхностной пленки, равно [c.56]

Таким образом, и для турбулентного движения при средних скоростях, превышающих скорость свободного падения, потери на трение можно рассчитывать так же, как для потока чистой жидкости. Очевидно, это можно объяснить тем, что вследствие высокой вязкости транспортирующей среды поперечная миграция твердых частиц даже при турбулентном режиме намного меньше, чем при пневмотранспорте. Поток транспортируемых частиц окружен потоком вязкой транспортирующей среды, внутренняя поверхность трубы находится в контакте с чистой жидкостью, а потеря напора на преодоление трения твердых частиц и на их удары практически нулевая. [c.235]

I — чистая конвекция, перегретая жидкость поднимается к свободной поверхности, где происходит испарение II — пузырчатое кипение, пузыри конденсируются в перегретой жидкости, далее аналогично режиму / /// — пузырчатое кипение, пузыри всплывают к поверхности раздела IV — переходный режим частично пузырчатое кипение и неустойчивая паровая пленка — устойчивое пленочное кипение V/— сказывается влияние излучения. [c.214]

Если вместо чистой жидкости имеется раствор, то в этом случае на поверхности раздела появляется поверхностное натяжение о, которое бз дет зависеть не только от характера взятой жидкости, но и от характера и концентрации с растворен--ного вещества. Выражение для свободной энергии будет аналогично (71) I [c.124]

Дополнительная свободная энергия, обязанная наличию поверхности, определяется произведением поверхностного натяжения на величину поверхности. Эта дополнительная свободная энергия стремится к минимальному значению. Если вещество находится в чистом состоянии, то оно стремится иметь минимальную поверхность шарообразные капли), так как поверхностное натяжение задано. В случае растворов поверхностное натяжение зависит от состава. Если добавлять к чистой жидкости какое-либо вещество, понижающее поверхностное натяжение, то оно будет преимущественно сосредоточиваться на поверхности, так как это способствует уменьшению свободной энергии поверхности. Такое явление называется положительной адсорбцией, а вещества, способные к такой адсорбции, поверхностно или капиллярно активными. Подобная адсорбция может происходить и из газовой фазы). В результате концентрация растворенного вещества на поверхности жидкости больше, чем [c.136]

Общие сведения. Практически нерастворимое и нелетучее вещество, помещённое в небольшом количестве на поверхность жидкости с большим поверхностным натяжением (как, например, вода), может вести себя двояко либо оставаться в виде компактной кайли (или твёрдой массы), оставляя свободную поверхность жидкости совершенно чистой, либо растекаться по поверхности. [c.31]

Изменение концентрации у поверхности раствора. Чистая жидкость, состоящая из одинаковых молекул, стремится уменьшить свою свободную поверхностную энергию путём сокращения своей полной поверхности до минимума, причём поверхностные молекулы втягиваются внутрь под действием молекулярных сил притяжения. Её свободная энергия на единицу площади не может быть понижена никаким другим путём, кроме как обращением поверхностных молекул концами, обладающими наибольшей интенсивностью силового поля, внутрь жидкости. В случае же раствора, т. е. смеси двух или более веществ, молекулы которых отличаются интенсивностью полей сил притяжения, приходящихся на одинаковые площади поверхности молекул, существует другой путь понижения свободной энергии поверхности молекулы с более сильными полями стремятся уйти внутрь жидкости, а молекулы с более слабыми полями остаются у поверхности. Таким образом, поверхностный слой раствора должен быть обогащён компонентами, обладающими менее интенсивными полями молекулярных сил притяжения, т. е. теми компонентами, которые обладают меньшей свободной энергией собственной поверхности. Такое обогащение поверхностных слоёв одним из компонентов раствора или газовой смеси называется адсорбцией. Положительной адсорбцией компонента называется повышение его концентрации у поверхности, а отрицательной — понижение. [c.144]

Определённость поверхностного натяжения чистой жидкости. Поверхностное натяжение совокупности совершенно одинаковых молекул, различающихся только своей кинетической энергией, согласно обычному закону распределения скоростей, должно быть постоянно, так как оно представляет собой среднюю работу, необходимую для заполнения одного квадратного сантиметра свободной поверхности молекулами, выводимыми изнутри жидкости против втягивающих сил, испытываемых поверхностными молекулами. Нередко, впрочем, существует такое положение, когда обычная чистая жидкость представляет собой в действительности совокуп- [c.208]

Здесь константа (равная г1Ю ) может также зависеть от концентрации других веществ, таких, как ионы 50з , катализатор и ионы водорода. Лайнек и Мейрховерова [61 ] с целью нахождения Ыох измерили скорости абсорбции кислорода через свободную поверхность слоя жидкости в сосуде с мешалкой и пришли к выводу, что следует пользоваться уравнением (8.85), когда концентрация С,Од меньше чем 6-10" моль/л. Эта концентрация примерно отвечает концентрации кислорода в чистой воде в условиях равновесия с чистым кислородом, находящимся при давлении 0,061 МПа и комнатной температуре. При более высоких концентрациях кислорода скорость реакции, очевидно, имеет первый порядок. Скорость, по-видимому, пропорциональна первой степени из концентрации кобальтового катализатора [33, 62, 78, [c.407]

Когда чистая жидкость В находится в равновесии со своим паром, свободная энергия жидкого и парообразного вещества В должна быть одинаковой. Испарение и конденсация происходят с одинаковой скоростью. Если к жидкости добавляется небольшое количество нелет чего растворенного вещества А, свободная энергия или способность к испарению вещества В в растворе понижается, поскольку некоторая часть молекул раствора, достигающая поверхности раздела жидкости и газа, относится к веществу А, а не к В. Однако обратная тенденция, конденсация пара в жидкость, остается неизменной, потому что в паровой фазе отсутствуют молекулы типа А, которые могли бы помещать молекулам типа В конденсироваться. При постоянной температуре частота, с которой молекула жидкости достигает поверхности с достаточной кинетической энергией, чтобы перейти в паровую фазу, одинакова в чистом веществе Вив растворе, если считать, что раствор обладает идеальными свойствами (рис. 18-11). Однако предполагается, что растворенное вещество А является нелетучим. Поэтому не все молекулы, достигающие поверхности с указанной энергией, могут на самом деле покинуть жидкость. Если 1% молекул в растворе принадлежит к типу А, то давление пара В составит лишь 99% давления пара чистого вещества В. Это утверждение основано на законе Рауля [c.139]

Если в нижнюю зону и-образной трубки поместить пористое тело или пучок большого числа стеклянных капилляров (рис. 100), заполнить оба колена и-образной трубки сильно разбавленным водным раствором электролита и пропускать постоянный ток, то жидкость будет перемещаться из одного колена в другое, т. е. будет осуществляться явление электроосмоса. Если пористая масса — стекло, то вода будет перемещаться к катоду. Объясняется это тем, что поверхность стекла адсорбирует гидроксид-ионы. В водном растворе остаются свободные ионы гидроксония, которые движутся по направлению к катоду, увлекая за собой полярные молекулы воды. Согласно правилу Коэна в большинстве случаев при контакте двух тел с различными диэлектрическими проницаемостями тело с большей величиной диэлектрической проницаемости заряжается положительно, тело с низшей — отрицательно. Это правило обычно соблюдается для чистых жидкостей присутствие посторонних электролитов может существенно изменить картину. На Ееличине заряда сказывается и специфика контактирующих тел. Так, при контакте воды с алундом (А1оОз), имеющим основной характер, алунд заря-лсается положительно, адсорбируя ионы НаОЧ а вода — отрицательно. [c.408]

При введении ПАВ в жидкую фазу, наносимую на поверхность твердого тела, адсорбция происходит на границах раздела жидкости с воздухом и твердым телом может иметь место и, как правило, более медленный процесс миграции ПАВ по свободной поверхности твердой фазы. Уменьшение поверхностного натяжения жидкости при адсорбции ПАВ в соответствии с уравнением Юнга (П1— 16) приводит к росту величины eos , т, е. несколько улучшает смачивание только в случае острого краевого угла, образуемого чистой жидкостью на поверхности твердого тела. Такие вещества, адсорбирующиеся на границе жидкость — пар, играют, следовательно, роль слабых смачивателей чаще всего они применяются для улучшения смачивания полярных поверхностей водой. По механизму действия они относятся к первой группе ПАВ в соответствии с классификацией ПАВ, предложенной Ребвндером (см. 3 гл. II). [c.105]

В этих случаях требуются приборы столь малой производительности, что необходимая подача горючего может быть обеспечена применением фитилей, обладающих развитой тонкокапиллярной системой. С помощью капиллярных сил жидкость подается к открытой части фитиля, на поверхности которого она испаряется и в испаренном виде вступает в зо у первичното смесеобразования. Испарение идет за счет излучения поверхности горящего факела на поверхность фитиля. Изменяя свобод--ную, испаряющую поверхность фитиля, регулируют, в известных пределах количество испаренного топлива, вступающего в первичное смесеобразование. Этот процесс первичного смесеобразования, сводящийся к испарению, частичному пирогенетическому разложению и смещению с первичным воздухом, подготавливает топливо к основному процессу окончательного распада простейших газообразных углеводородов с сосредоточенным выделением твердых ярко светящихся частиц углерода и с окончательным сгоранием в зоне наиболее высоких температур. Самый процесс п>рения происходит в зоне смешения первичной смеси ео вторичным воздухом, который в этом случае количественно значительно преобладает над первичным. Основная часть процесса идет чисто диффузионным порядком, и протяженность зоны горения зависит от интенсивности смешения газифицированного горючего и воздуха, которое в таких случаях организуется за счет принудительного сближения этих двух потоков в каналах криволинейной формы. Профиль таких каналов определяется размерами и формой грибка и лампового стекла в круглых горелках, размерами и формой губ и стекла плоской горелки. Под воздействием такого принудительного смешения зона смесеобразования получается достаточно короткой и горение весьма сосредоточенным. Однако фиксированные, неизменяемые в данной горелке профили канала являются приемом усгановочной регулировки, а потому пределы эксплоатационного регулирования, производимого только за счет изменения количества подаваемого топлива (за счет изменения свободной поверхности фитиля), оказываются весьма ограниченными. При чрезмерном увеличении подачи толщина потока топливного газа может настолько увеличиться, что смешение его с потоком вторичного воздуха может не успеть завершиться в криволинейной части канала и распространиться на [c.129]

Для перекачки вязких чистых жидкостей применяются также пластинчатые насосы (рис. 11-11, в), состоящие из цилиндрического корпуса А и эксцентрично расположенного в нем ротора В, сидящего на валу О. В роторе имеются радиальные прорези, в которых свободно скользят пластины L, снабженные в концах роликами К. Последние при вращении ротора катятся в кольцевых выточках боковых крышек. Благодаря эксцентричному расположению ротора каждая пластина под действием центробежной силы за каждый оборот вала один раз вдвигается и выдвигается, прижимаясь к внутренней поверхности кожуха на участках аЬ и с<1. Здесь одновременно располагаются не менее двух пар лопастей, разделяющих полости всасывания и нагнетания. При вращении ротора по часовой стрелке каждая пара лопастей, пройдя участок аЬ, непрерывно отделяет изолированный объем жидкости и переносит его через участок ей иа сторону нагнетания. Вступая далее на участок аЬ, каждая пара лопастей возвращает на сторону всасывания меньший объем жидкости. Разность подаваемого Нцвбзвращаемого объемов жидкости равна подаче каждой пары лопастей за один оборот вала. Эта подача равна объему кольца, имеющего средний радиус 7 —е и сечение, равное 2Ье = 2я (/ — е)-2Ье, где 7 — радиус сечения корпуса е — эксцентриситет 6 — ширина лопасти вдоль оси насоса. [c.130]

Вязкость и плотность составляющих дисперсию фаз, а также поверхностное натяжение между чистой жидкостью и газом, могут быть измерены с достаточной точностью. Поверхностное натяжение систем, представляющих собой раствор или мицеллярную дисперсию, определяется менее удовлетворительно, так как свободная поверхностная энергия зависит от концентрации раствора на поверхности раздела. Динамические методы и даже некоторые из так называемых статических методов предполагают создание новых поверхностей раздела фаз. Так как установление равновесия между концентрацией на этой поверхности и в основной массе жидкости требует определенного времени, в измерение поверхностного натяжения вносится погрещ-ность, если производить его прежде, чем раствор успеет продиффундировать к новой поверхности. Из.иере-ния поверхностного натяжения растворов лаурилсуль-фата натрия по максимальному давлению пузырьков оказались на 40—90% выще замеров, проведенных с помощью тензометра, причем большее отклонение соответствовало концентрации сульфата 100, а меньщее — 2500 частей на миллион. [c.86]

Гейдрих [Л. 51] провел исследование распределения температуры в объеме жидкости и теплоотдачи в процессе испарения воды со свободной поверхности без кипения в чистом стеклянном сосуде, наполненном дистиллированной, дегазированной водой. Стеклянный сосуд помещался в ванну с расплавленным хлористым кальцием таким образом, что расплав полностью окружал сосуд со всех сторон, исключение со- [c.212]

Широко распространены насадочные абсорберы (фиг. 97,е), применяемые при чистых жидкостях и газах и при высоких плотностях орошения. В качестве насадки в этих абсорберах используют кера-ишческие кольца, кокс, деревянные решетки, металлические сетки и т. д. При выборе насадки следует учитывать ее механические свойства, удельную поверхность насадки (а м /м ), свободный объем насадки (1) л /ж ), вес, химическую стойкость и т. д. Основные характеристики насадок различного типа приводятся в литературе [28, 61, 69. [c.370]

Легко демонстрировать образование адсорбционного слоя и показать, что его свойства отличаются от поверхностного слоя чистой жидкости. На поверхность воды в кристаллизаторе насыпают равномерно порошок ликоподия или талька. Порошок, не смачиваясь водой, плавает и занимает всю поверхность. Конец стеклянной палочки обмакивают слегка в олеиновую кислоту и прикасаются к поверхности запыленной воды в кристаллизаторе. Моментально от места прикосиовения порошок разбегается во все стороны, оставляя свободную поверхность, занятую адсорбционным слоем олеиновой кислоты на воде. [c.138]

При уменьшении плотности орошения интенсивность теплоотдачи снижается вследствие перехода течения от турбулентного к ламинарно-волновому и снова к чисто ламинарному течению. При кипении так же, как и при обычном нагреве, суш,ествует какой-то минимальный предел плотности орошения, при котором пленка становится неустойчивой, разрывается, распадается на отдельные струи, появляются сухие пятна. При наличии волн во впадинах пленка тоньше, температура ее выше, чем у слоев, лежащих на гребнях волн. Поверхностное натяжение на свободной поверхности во впадинах ниже, чем на гребнях волн. Пленка оттягивается от тонких к более толстым слоям и образуются разрывы, чему немало способствует процесс парообразования в пленке. Наблюдения за выпариванием растворов МаС1 в стекающей пленке показали, что при 7—14%-ных растворах пленка более устойчива, лучше смачивает поверхность, чем вода, течение ее непрерывно [217]. Это можно объяснить тем, что во впадинах, где тоньше слой и жидкость выпаривается быстрее, концентрация раствора выше, и поверхностное натяжение также повышается. При этом наблюдается стекание раствора в обратном направлении — от гребней волн (где Опов меньше) к впадинам, что обеспечивает непрерывность течения. [c.127]