Теория процессов переноса

Как уже отмечалось выше, в основе методов электрохимического анализа лежат явления или процессы, происходящие на электродах или в приэлектродном пространстве на границе соприкосновения фаз. Теоретически их относят к физической электрохимии, точнее к трем ее областям термодинамике, кинетике электродных процессов и теории процессов переноса. Свойства растворов электролитов, их зависимость от состава, температуры и давления рассматриваются в рамках термодинамики. Она позволяет описывать равновесия реакций и равновесные потенциалы электрохимических систем. С помощью термодинамики удобно также выражать движущие силы в случае необратимых процессов. С кинетикой электродных процессов мы встречаемся при отклонениях от равновесных условий и поверхностных перенапряжениях, необходимых для протекания электродных реакций с заметными скоростями. Не менее важны неравновесности, связанные с процессами переноса в растворах. Это видно на таких примерах, как омические потери в средах с низкой электропроводностью или ограничение скорости переноса вещества к электроду и продуктов реакции от электрода. [c.102]

Современный этап развития науки отличается особенно быстрым ростом пограничных областей. Это в полной мере относится и к макроскопической кинетике, в которой соприкасаются химия и физика, гидродинамика и теория процессов переноса, химическая и физическая кинетика, а также теория колебаний и кибернетика. Роль физических факторов в протекании химических реакций — такова тема этой книги. Конечно, автору удалось охватить только некоторые ее аспекты — в полном своем объеме эта тема по существу неисчерпаема. [c.5]

Автор стремился во втором издании подробнее изложить теорию вопроса и еще теснее связать ее с практическими применениями. Даны основы термодинамической теории процессов переноса и подробно развита гидродинамическая теория многокомпонентной диффузии, включающая приближенный метод описания термодиффузии. Для решения нестационарных задач диффузионной кинетики применено преобразование Лапласа. Дано строгое математическое обоснование метода равнодоступной поверхности для ламинарного потока. Очень многие результаты, которые в первом издании настоящей книги получались приближенными методами, были с тех пор проверены и подтверждены с помощью трудоемких расчетов на быстродействующих вычислительных машинах. Результаты таких расчетов отражены во втором издании. [c.6]

Книга посвящена макроскопической кинетике химических реакций -законам протекания их в реальных условиях, в природе и в технике в сочетании с физическими процессами переноса вещества и тепла. В доступной для широкого круга читателей форме изложены основы термодинамической теорий процессов переноса и гидродинамической теории диффузии в многокомпонентных смесях. Рассматриваемые в книге вопросы имеют фундаментальное значение для теории процессов и аппаратов химического машиностроения, физики и химии горения и взрыва, физико-химической гидродинамики, теории периодических химических реакций и химической кибернетики. [c.494]

В предыдущих разделах данной главы были рассмотрены примеры использования результатов, полученных, в области теоретической гидромеханики псевдоожиженного слоя, при математическом моделировании типовых химико-технологических процессов. Как показывают эти примеры, к настоящему времени достигнут значительный прогресс в области математического описания химико-технологических процессов, осуществляемых в псевдоожиженном слое. Этот прогресс стал возможным в результате использования строгой теории процессов переноса в псевдоожиженном слое и позволил отразить в математических моделях ряд существенных особенностей гидромеханики псевдоожиженного слоя. Задача совершенствования существующих в настоящее время ма--тематических моделей типовых химико-технологических процессов в псевдоожиженном слое может быть решена лишь на основе дальнейшего развития теории процессов переноса в данной физической системе. [c.251]

Вторая задача, которая должна быть решена в рамках теорий процессов переноса в псевдоожиженном слое, заключается в описании движения газовой и твердой фаз слоя, а также процессов тепло- и массообмена между фазами на основе системы уравнений переноса для псевдоожиженного слоя. Основные результаты, полученные к настоящему времени в этой области, касаются исследования устойчивости однородного псевдоожиженного слоя, движения пузырей в псевдоожиженном слое и массообмена между газовыми пузырями и плотной фазой слоя. Изложению этих вопросов были посвящены третья, четвертая и пятая главы данной книги-. Следует отметить, что такие вопросы, как, например, образование газовых пузырей в псевдоожиженном слое не имеют удовлетворительного решения. Сравнительно мало изученным является вопрос о влиянии газораспределительного устройства на структуру псевдоожиженного слоя. [c.252]

ТЕОРИЯ ПРОЦЕССОВ ПЕРЕНОСА ЗАРЯДА [c.187]

В этой работе, которая имеет в основном обзорный характер, рассмотрены свойства разбавленной суспензии недеформируемых частиц, главным образом эллипсоидов вращения, в вязкой жидкости. С точностью до членов первого порядка по объемной концентрации частиц формулируются общие результаты теории процессов переноса в суспензиях и приведен ряд примеров, иллюстрирующих нелинейное поведение суспензии. [c.4]

Общая теория процессов переноса построена на положениях статистической механики и называется термодинамикой необратимых процессов. Ниже мы кратко изложим основные принципы этой теории. Полное и последовательное изложение термодинамики необратимых процессов читатель может найти, например, в монографиях [24-26]. [c.30]

Феноменологическая теория диффузии ионов в ионитах хорошо разработана. Однако кинетическая теория процессов переноса в ионитах еще не развита, и механизм миграции и диффузии ионов выяснен недостаточно. [c.53]

Теория процессов переноса в кипящем слое не позволяет пока рассмотреть все многообразие экспериментальных фактов с единой точки зрения. В настоящем сообщении использован ряд упрощающих допущений о механизме процессов переноса. Рассматривается стационарный режим работы реактора и предполагае тоя, что I/ процесс является изотермическим 2/ состав газа у поверхности частицы не отличается от состава газа в окружающем ее объеме 3/ можно ограничиться одномерным приближением 4/ можно не учитывать нестационарных колебаний пористости, состава реагентов и других величин, используя для характеристики системы плавно меняющиеся величины / зависящие в стационарном процессе только от [c.292]

В основе излагаемого материала лежат термодинамика, кинетика электродных процессов и теория процессов переноса. Этим вопросам посвяш ены первые три части книги. Ввиду тесной взаимосвязи этих научных дисциплин выбор наилучшей последовательности изложения становится проблематичным. Мы остановились на поочередном изложении каждого предмета, не взирая на необходимость привлечения материала, который рассматривается подробно лишь в дальнейшем. Например, потенциалы электрохимических ячеек в условиях разомкнутой цепи логически и исторически относятся к равновесной термодина- [c.8]

Электрический потенциал находит применение и в микроскопических моделях, таких, как теория Дебая—Хюккеля, упоминавшаяся выше и излагаемая в следующей главе. Всегда строго определить такой потенциал невозможно. Следует четко различать между теориями макроскопическими — термодинамика, теория процессов переноса и механика жидкостей — и микроскопическими— статистическая механика и кинетическая теория газов и жидкостей. Исходя из свойств молекул или ионов, микроскопические теории позволяют вычислять и связывать между собой такие макроскопические характеристики, как, например, коэффициенты активности и коэффициенты диффузии. При этом редко удается получить удовлетворительные количественные результаты без привлечения дополнительной экспериментальной информации. Макроскопические теории, с одной стороны, создают основу для наиболее экономного измерения и табулирования макроскопических характеристик, а с другой — позволяют использовать эти результаты для предсказания поведения макроскопических систем. [c.93]

Основной задачей молекулярной теории процессов переноса является интерпретация результатов, полученных в феноменологических теориях, дающ,их величины соответствующих коэффициентов переноса, а также возможность вычисления значений этих коэффициентов на основе молекулярных параметров (т. е. исходя из потенциальной энергии взаимодействия между соседними молекулами). [c.15]

В более детальных теориях процессов переноса в растворах электролитов также используют упрощающие предположения, которые даже приближенно отражают реальность лишь в разбавленных растворах. В концентрированных растворах условия настолько сложны, что количественная теория их проводимости до сих пор не разработана. [c.380]

Теория процессов переноса заряда, лимитируемых диффузией, в электроаналитической технике. [c.22]

Перечисление перспективных направлений развития теории кристаллизации можно было бы продолжить. Однако из приведенных примеров уже легко видеть, что до завершения построения количественной теории изз гаемых процессов еще далеко. Возникающие здесь многочисленные задачи относятся к различным областям физики, математики, химии и физической химии. Развитие теории кристаллизации в больших объемах непосредственно связано с достижениями перечисленных наук и, в свою очередь, помогает конкретной формулировке их некоторых проблем. Наиболее важен описанный в настоящей монографии аспект теории для совершенствования феноменологической теории процессов переноса. [c.251]

Мне представляется, что статистическая механика, которая посвящена предсказанию поведения систем, состоящих из множества молекул, есть самая общая дисциплина из тех, на которых основывается наука о росте кристаллов. Однако мы начнем рассмотрение с термодинамики, которая позволит нам охарактеризовать предмет науки о росте кристаллов и установить движущие силы кристаллизации. Разумеется, термодинамика равновесного состояния не может дать ответа на интересующие нас вопросы какова скорость присоединения молекул к кристаллу при данном значении движущей силы и где они присоединяются, т. е. какова форма кристалла. На эти вопросы отвечает теория процессов переноса и теория кинетических явлений, происходящих на поверхности раздела фаз. [c.366]

Более подробное изложение теории процессов переноса в потоке и, в частности, теории массообмена можно найти в работах [9, 14— 16, 36]. [c.101]

Хаш разработал теорию процессов переноса электрона на электродах [49, 50], а также переноса электрона между ионами [29], которая является теорией адиабатического типа (соответствует схеме, представленной на рис. 1). Считается, что ионы сходятся достаточно близко, так что в активированном состоянии имеется большое резонансное расталкивание. 13 результате этого энергетический барьер становится достаточно низким, чтобы система смогла пройти над ним, и туннельный эффект практически отсутствует. [c.33]

В термодинамике необратимых процессов, терминология которой заимствована из теории процессов переноса, величину s называют потоком, а 1/г) — кинетическим коэффициентом (см. гл. III). Более конкретное название применяют, по-видимому, только в случае механической деформации (т — вязкость, 1/т] — текучесть) и диэлектрической поляризации (1/т] — проводимость, т) — удельное сопротивление). [c.141]

ТЕОРИЯ ПРОЦЕССОВ ПЕРЕНОСА [c.222]

Здесь будет рассмотрена связь процессов переноса с молекулярным движением. Статистическая теория процессов переноса строится на основании общих методов, изложенных выше (см. стр. 201—206). Начнем с процессов спиновой релаксации как наиболее простых, Под действием переменного магнитного поля вектор. спиновой намагниченности М будет отклоняться от равновесной намагниченности, которая пропорциональна магнитному полю и обратно пропорциональна абсолютной температуре, т. е. [c.223]

Однако изложение теории процессов переноса не является самоцелью. Внимание сосредоточивается на методах исследования, на тех особенностях в постановке и решении рассматриваемых задач, которые обусловлены использованием обобщенных форм анализа. Идеи, изложенные в первой книге, должны получить дальнейшее развитие и приобрести вполне конкретный отчетливый характер. Так задумана книга, и этот замысел определяет дух и общий план ее построения, выбор и распределение материала. [c.5]

Однако при современном состоянии теории сорбции и уровне экспериментальных возможностей рассчитывать на определение достаточно универсальной зависимости вида (2.116) не приходится и для анализа нелинейных эффектов целесообразно воспользоваться методами феноменологической теории процессов переноса. [c.109]

Фериигер Дж., Капер Д Математическая теория процессов переноса в газах. М. Мир, 1976. 89 с. [c.272]

В. П. С п л и н. К теории процессов переноса в плазме поперек star-витного поля. Ядерныи синтез 2, 125 (1902). [c.333]

В докладе рассматриваются формальные основы теории процессов переноса в неоднородных гетерогенных средах с дви ущимися фазами, а такне применение общей теории к моделировании процессов в вертикальных барботажных и распылительных колоннах. В реакторах такого типа реализуются, в частности, процессы окоосин-теза и синтеза диметилдиоксана, математические модели которых разрабатываются в отделе инженерной кинетики ВНИИНефтехима. [c.42]

Как уже указывалось, характерная особенность слоев, ожижаемых газом,—образование газовых пузырей. Интенсивность массообмена между газовыми пузырями и плотной фазой псевдоожиженного слоя существенно влияет на протекание в псевдоожиженном слое различных тепло- и массообменных, а также химических процессов, Поэтому теоретический анализ массообмена между пузырями и плотной фазой слоя является важным элементом теории процессов переноса в псевдоожиженном слое. Однако проблема теоретического описания тепло- и массообмена между пузырями и плотной фазой слоя до сих пор не имеет уде- влетворительного решения, что связано с многообразием явлений различной физической природы, влияющих на протекание этих процессов. [c.184]

Описание конвективной диффузии некоторого компонента газа к твердой частице осложняется тем, что в общем случае отсутствует аналитическое решение задачи об обтекании твердой частицы в псевдоожиженном слое потоком газа. Тепло- и массообмен твердых частиц с потоком газа имеет существенно нестационарный характер. Решение задачи о диффузии некоторого компонента внутри твердых частиц тоже может наталкиваться на значительные трудности. Например, если рассматривается процесс адсорбции, а изотерма адсорбции нелинейна, то уравнение диффузии адсорбируемого компонента внутри твердрй частицы с учетом поглощения вещества при адсорбции нелинейно. В силу этих трудностей аналитическое решение задачи о тепло- и массообмене между твердыми частицами и омывающим их потоком газа до настоящего времени отсутствует. Исследование тепло- и массообмена между газом и твердыми частицами представляет собой одно из направлений дальнейшего развития теории процессов переноса в псевдоожиженном слое. [c.254]

Распространить теорию процессов переноса ионов на растворы электролитов с концентрацией больше, чем миллинормальная, не удалось и до сего времени. Для растворов больших концентраций ограничимся лишь рассмотрением вопроса о связи между экспериментально определенными подвижностями ионов и их коэффициентами самодиффузии, что даст нам качественную картину процессов диффузии и электропроводности. [c.50]

Принимая во внимание приведенные выше результаты, можно предположить, что реакции обмена происходят не прямым обменом электроном, а сопровождаются переносом атома. Отсутствие совпадения между экспериментально полученными и теоретически рассчитанными данными, однако, не является доказательством того, что здесь нет прямого обмена электроном. Платцман и Франк [18] считают, что теория Христиансена — Скэтчарда справедлива только при больших расстояниях между реагентами. Явление поляризации значительно изменяет диэлектрические свойства среды. Следовательно, как было указано Платцманом и Франком, а также Амисом и Джаффё [19], использование значения макроскопической диэлектрической проницаемости среды при относительно небольших расстояниях между реагентами в активированном комплексе теряет смысл. Вейсс [3] в своей теории процесса переноса электрона попытался учесть этот фактор. Он полагает, что в значение энергии активации реакции входит только величина энергии взаимодействия реагентов в конечном состоянии, а именно в состоянии активированного комплекса, В этом случае при теоретических расчетах следует рассматривать только оптическую диэлектрическую проницаемость (квадрат показателя преломления), а не макроскопическую диэлектрическую проницаемость среды. Однако при этом очень важно знать диэлектрические свойства среды в больших потенциальных полях. [c.90]

В серии недавних работ Кобатаке и Фюита развита теория процессов переноса через заряженные мембраны на основе рассмотрения локальных потоков, проходящих внутри пор в направлении совпадающем с направлением тока. Некоторые модификации этой теории были привлечены при обсуждении ряда экспериментальных результатов, связанных с изучением мембранного осциллятора [65, 721. В связи с возможным практическим значением такого подхода к решению проблемы при обсуждении его мы коснемся некоторых подробностей и одновременно введем некоторые изменения и поправки. [c.493]

Принципиальная особенность теории процессов переноса в турбулентно движущейся жидкости в том виде, как ока сложи. гась к настоящему времени. — особенность, в значительной мере определяющая весь строй теории, заключается в последовательном переходе к осредненным величинам, соответствующим главному движению. Все конечные зависимости, фактически применяемые в расчетах, выражены в этих величинах, чем создаются вполне очевидные важные преимущества.-Разумеется, соотношения такого типа не являются адекватным представлением свойств турбулентного течения. Величины, соответствующие пульсационному движению, исключаются из рассмотрения, и, следовательно, столь характерные для турбулентного течения разнообразные и сложные эффекты пульсационной природы не находят в ЭТИХ соотношениях прямого отражения. [c.66]

Совершенно ясно, однако, что термодинамическая теория процессов переноса нуждается в микроскопическом обосновании, так же как и равновесная термодинамика. Для ряда систем его удается провести (например, флуктуациопно-диссипационная теорема Каллена—Грина—Вель-тона, которая связывает спонтанные флуктуации системы в равновесном состоянии и макроскопический отклик системы на действие внешних сил). Общее обоснование термодинамики может быть получено с помощью неравновесной статистической механики (см. [14]). Так, для не слишком плотных газов принципы неравновесной термодинамики обоснованы с помощью кинетических уравнений, т. е. уравнений для функций распределения частиц. Здесь следует отметить, что сам метод кинетических уравнений является не вполне строгим и требует собственного обоснования, которое было дано в работах Боголюбова, Борна, Грина, Ивона и др. (подробнее об этом см. [15, 16]). [c.114]