Механическая и термодинамическая устойчивость жидкости

Твердые вещества в данных условиях тоже могут находиться в состояниях, обладающих различной термодинамической устойчивостью, например, в различных кристаллических формах. В свою очередь для любой из этих форм более устойчивым является состояние, соответствующее идеально правильному кристаллу. Дефекты структуры, вызванные условиями образования кристалла или последующей деформацией под действием внешних механических сил, в какой-то степени уменьшают его устойчивость, так как образование этих деформаций связано с затратой энергии и сопровождается возрастанием энтропии. Точно так же кристаллическое тело в измельченном состоянии, т. е. обладающее большей поверхностью, менее устойчиво. Во всех подобных случаях уменьшение устойчивости сопровождается возрастанием изобарного потенциала. В таких состояниях вещество обладает большей химической активностью и меньшей химической стойкостью, большей способностью к фазовым переходам (большим давлением насыщенного пара, большей растворимостью и т. д..) Выделение вещества в более активных формах и состояниях может происходить самопроизвольно только из состояний с еще большим изобарным потенциалом (еще более активных в данных условиях). Обычно такими состояниями служат сильно пересыщенный раствор или переохлажденная жидкость. Кроме того, такое вещество может получаться при химической реакции, происходящей в условиях, достаточно далеких от равновесных. [c.227]

Кроме слабого кинетического и сильного структурно-механического факторов стабилизации существует еще один весьма важный фактор — термодинамическая устойчивость тонких прослоек жидкости между частичками дисперсной фазы, который является промежуточным между слабым и сильным факторами стабилизации. [c.86]

Лиофильные эмульсии образуются самопроизвольно это — термодинамически устойчивые системы. Лиофобные эмульсии (большая часть эмульсий) возникают при механическом, акустическом илп электрическом воздействии на смешиваемые жидкости либо при выделении новой капельно-жидкой фазы из пересыщенных растворов. Это термодинамически неустойчивые системы, которые могут длительно существовать без механического воздействия только в присутствии эмульгаторов. Лиофильные эмульсии — высокодисперсные (коллоидные) системы, размер нх капель не превышает 10- мм. Лиофобные эмульсии — грубодисперсные системы, размер капель которых лежит в пределах 10- —Ю - мм склонны к осаждению, приводящему к разделению жидкостей на отдельные слои. Размер капель эмульсии зависит от условий ее получения и физических свойств эмульгаторов. [c.144]

Следует отметить, что структурно-механический фактор, как и кинетический, не полностью объясняет стабильность пен. Заметное влияние на устойчивость пленок оказывает такой термодинамический фактор, как расклинивающее давление, представляющее собой избыточное давление тонкого слоя жидкости, препятствующее уточнению слоя под влиянием внешних сил. Расклинивающее давление ДЛ) в пленке толщиной Ь при условии равновесия равно [95] [c.93]

Структурное стеклование — это переход от жидкого состояния с непрерывно и постоянно меняющейся структурой к твердому стеклообразному состоянию с фиксированной структурой. Оно обнаруживается по изменению температурой зависимости физических свойств вещества (теплового расширения, теплоемкости, вязкости и т. п.) при отсутствии частотных механических воздействий. Причиной структурного стеклования жидкости или расплава является потеря частицами вещества (атомами, ионами, молекулами) подвижности в результате понижения температуры или увеличения давления. Стеклообразное состояние термодинамически нестабильно, но практически весьма устойчиво из-за чрезвычайно медленной перестройки структуры и кристаллизации, идущей при низких температурах. Характерным признаком стеклообразного состояния является неизменность структуры при изменении температуры или давления вдали от Г . Жидкости, а также полимеры в высокоэластическом состоянии, напротив, характеризуются изменяющейся [c.23]

Однако следует отметить, что даже наличие экспериментальных фазовых диаграмм бинарных смесей полимеров не дает необходимого представления о фазовом состоянии полимерного композита. Обычно наличие фазовой диаграммы для низкомолекулярных жидкостей или олигомеров позволяет рассчитать для любой температуры и состава соотношение фаз в разделенной системе, т.е. после перехода системы через бинодаль или спинодаль. Для полимерных композитов это не правомочно, поскольку в силу многих причин фазовое разделение в них не протекает полностью, и система остается в термодинамически неравновесном состоянии незавершенного микрофазового разделения, которое, однако, кинетически может быть устойчивым сколь угодно долго (особенно, если при изменении температуры система прошла через температуры стеклования или плавления составляющих компонентов [19, 494—495]. Именно это состояние незавершенного микрофазового разделения, которое, как будет рассмотрено ниже, приводит к образованию межфазных слоев, и определяет основные особенности микрофазовой структуры и физических и механических свойств композитов. [c.201]

Для жидких низкомолекулярных систем времена релаксационных процессов очень малы, и в обычной жидкости, приобретшей анизотропию под действием внешнего поля (например, в потоке), изотропное состояние восстанавливается через короткий промежуток времени после снятия внешнего поля. Но если у изотропных низкомолекулярных жидкостей наведенная анизотропия сравнительно быстро исчезает, то у полимеров благодаря характерным для них большим временам релаксационных процессов, что вызвано малой подвижностью макромолекул, наведенная внешними силовыми полями анизотропия свойств (например, механических свойств) может сохраняться в течение очень продолжительного времени или вообще оказаться практически бесконечно устойчивой, хотя истинным термодинамически равновесным будет являться изотропное (аморфное) состояние. [c.27]

В данном случае эмульсии образуются под влиянием теплового движения частиц, вполне достаточного для отрыва капелек жидкости. СамопропзБОЛьно образующиеся эмульсии являются термодинамически устойчивыми системами. Примером эмульсий такого вида являются эмульсолы — эмульсии некоторых масел, самопроизвольно образующихся в воде или в водно-спиртовых смесях при наличии в них 10—40% натриевых мыл. Эмульсолы используют в качестве смазочио-охлаждающих жидкостей при обработке металлов. На процесс эмульгирования помимо природы эмульгатора и рода механического воздействия влияют температура, соотношение фаз и другие факторы. [c.393]

Студии с химическими связями между элементами структуры (ограничентю набухшие сетчатые полчмсры) представляют собою однофазную термодинамически устойчивую систему, содержание низкомолекулярпой жидкости в которой прИ данных температуре и давлении зависит от природы жидкости и полимера, а также от частоты его сетки. Онп обладают высоким пределом текучести, соизмеримым с напряжением, при котором происходит разрушение химических связей. Под действием большого напряжения сдвига в таких студнях происходит одновременный разрыв химических связей в основных цепях и между цепями, т. е, механическая деструкция полимера. Нагревание Этих студней выше определенной температуры приводит, вследствие термической деструкции, к разрушению всей системы, [c.427]

В противном случае при достаточно малых р энергия е (р) окажется комплексной, что означало бы неустойчивость рассматриваемых возбужденных состояний газа. Можно показать, что р>(0)/т = =ЗР/Зр(Р — давление газа), так что условие (8.5) эквивалентно известному условию термодинамической устойчивости газа (9Р/Зр > 0). С механической точки зрения условие (8.5) означает, что во взаимодействии между частицами газа преобладают отталки-вательные силы. Необходимость этого условия в рассматриваемой модели заранее очевидна, так как в случае притягивательных сил нри температуре абсолютного нуля и вблизи него (чему соответствует рассмотрение слабовозбужденных состояний) вещество не могло бы существовать в виде газа и сконденсировалось бы в жидкость. Заметим, что это обстоятельство в известном смысле отдаляет рассматривае 1ую модель от реального гелия, в котором между атомами преобладает действие сил притяжения. [c.391]

Наряду с кинетическим и структурно-механическим факторами стабилизации пен следует указать еще на один важный фактор стабилизации, изученный Б. В. Дерягиным. Это — термодинамическая устойчивость тонких прослоек жидкости междл частицами дисперсной фазы или пузырьками пены. [c.325]

В свете физической теории устойчивости расклинивающее давление, действующее в зазоре между частицами, помимо электростатической составляющей, имеет молекулярную составляющую в последнюю входит и сольватационный компонент, появление которого можно объяснить наличием на поверхности частиц граничных жидких полиМвлекулярных слоев, обладающих механическими и термодинамическими свойствами, отличными от свойств жидкости в объеме. - [c.10]

Первый результат применения уравнения (4) состоял в получении коависимым методом [331 уравнения (2) теории Фрумкина — Дерягина, описывающего условия полного термодинамического равновесия пленки с объемной жидкостью. Далее оказалось, что решение уравнения (4) применительно к состояниям механического равновесия мениска позволяет определить также значения наступающего и отступающего краевых углов. На рис. 4 показаны критические профиля переходной зоны для этих случаев. При краевом угле большем 0л или меньшем 0/ происходит нарушение механического равновесия, профиль теряет устойчивость и начинается течение жидкости. Таким образом, уравнение (4) содержит информацию не только о равновесных, но также и о гистерезисных краевых углах. Заметим, что этот механизм гистерезиса не связан с шероховатостью поверхности и объясняет возможность гистерезисных явлений также и на гладких поверхностях. Так, Фишер [34] наблюдал гистерезис для капель на молекулярно [c.29]

Согласно теории уравновешенного слоя Фоулка [33], жидкие пленки образуются в результате сближения двух жидких поверхностей. В случае растворов такое сближение, вызываемое механическими усилиями, встречает противодействие, когда разделяющие эти поверхности слои жидкости становятся очень тонкими. Если в состоянии равновесия, достигаемом в этом процессе, тонкие слои жидкости оказываются устойчивыми, они образуют отдельные элементы пены. Причиной, вызывающей сопротивление тесному сближению жидких поверхностей, является различие в концентрации растворенного вещества в поверхностном слое и в объеме. В чистых жидкостях сопротивление отсутствует, и они не образуют пен. В растворах это различие в концентрации отвечает состоянию термодинамического равновесия, т. е. минимуму свободной энергии в системе. При очень тесном сближении поверхностей между ними создается область однородной концентрации, равной концентрации в поверхностном слое, и, следовательно, чтобы осуществить это, требуется затрата работы. В результате по мере сближения поверхностей сопротивление этому процессу будет усиливаться. Этот эффект был экспериментально подтвержден и исследован автором при по.мощи прибора, позволяющего осуществлять контакт между двумя пузырьками под поверхностью жидкости (рис. 48). Пузырек воздуха образуется у отверстия трубки А и, поднявшись, задерживается в расширенной части трубки В. Затем из А выдувается второй пузырек и исследование проводится в процессе их сближения. На рис. 49 показаны последовательные стадии в поведении пузырьков в растворе сильно поверхностноактивного вещества. В чистых жидкостях пузырьки сразу сливаются, что говорит об отсутствии сопротивления при их сближении [49] . [c.337]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология