Жидкость метастабильная

Третий закон термодинамики был подтвержден многочисленными исследованиями, причем вещества, энтропия которых при абсолютном нуле не равнялась нулю, обладали вполне объяснимыми отклонениями от совершенного кристаллического состояния. Как и следовало ожидать, газы, жидкости, метастабильные стеклообразные фазы, вещества с замороженной разупорядоченностью и растворы не подчиняются третьему закону нулевой энтропией обладают вещества, находящиеся во внутреннем термодинамическом равновесии при О К. Для веществ, которые при О К не образуют упорядоченных кристаллических твердых фаз, 5о =/=0. [c.49]

Х-2-9. Некоторое вещество существует в двух твердых модификациях а и р, а также в виде жидкости и пара. Под давлением 1 атм при низкой температуре а устойчивее, чем Р, а р при более высокой температуре переходит в жидкость а имеет плотность больше, а р меньше, чем жидкость. Метастабильного равновесия не наблюдается. Изобразите фазовую диаграмму давление — температура , указав значение каждой точки, линии и области. Включите в диаграмму каждую тройную точку, которая может наблюдаться. [c.95]

Образующиеся тонкие струи разрываются затем в жидкой среде ня отдельные капельки. Текущая струя жидкости метастабильна. Любые флуктуации, приводящие к сужениям струи, создают локальные зоны повышенного давления (вследствие уменьшения радиуса кривизны), из которых жидкость уходит, усиливая сужение вплоть до разрыва. На рис. XVI. показаны различные стадии процесса, приводящего к образованию капель (значение сг в этом процессе увеличивается за счет механической работы текущей струи). [c.307]

Линия АС отвечает равновесию между жидкой водой и паром. Она начинается в нонвариантной тройной точке Л, где сосуществуют лед, жидкая вода и пар (координаты этой точки t = = 0,0076 °С, р = 6,105 гПа (4,579 мм. рт. ст.) и заканчивается в критической точке С ( р = 374,1 °С, р р = 217,6 атм). Штриховое продолжение кривой АС отвечает давлению пара переохлажденной воды. Давление пара над переохлажденной жидкостью (метастабильное состояние) должно быть больше, чем над твердой фазой при той же температуре. [c.23]

Протекание нуклеации в два этапа метастабильная жидкость метастабильный зародыш твердой фазы — стабильный зародыш твердой фазы [239—241]. Метастабильный заро- [c.102]

В стеклах расстояния между одинаковыми атомами и координационные числа у атомов одного и того же элемента различны, что приводит к различию связей между аналогичными атомами. Тепловой эффект, соответствующий переходу жидкости в стеклообразное состояние значительно меньше, чем при переходе в кристаллическое состояние. Поэтому внутренняя энергия стекол больше, чем у веществ в кристаллическом состоянии. В природе осуществляется принцип, по которому наиболее устойчивым является состояние с минимумом потенциальной энергии. Стеклообразное состояние, близкое к состоянию переохлажденной жидкости, метастабильно. Стекла могут находиться в состоянии неустойчивого равновесия в течение многих столетий, благодаря высокой вязкости и особенностям строения, которые тормозят процесс кристаллизации. [c.341]

Система с метастабильной жидкостью [c.54]

Иные условия существования фазы на участках кривой ас и 6, где знак кривизны обратный. Флуктуации плотности приведут здесь к образованию неоднородной системы с более высоким значением f, и образовавшаяся неоднородность ликвидируется с понижением изохорного потенциала. На участках ас и М фаза обладает внутренней устойчивостью. Одновременно она неустойчива по сравнению с сочетанием фаз а и Ь. Стоит в фазе, которой отвечает участок ас, появиться зародышу фазы Ь, или в фазе, соответствующей участку М,— зародышу фазы а, как эти фазы необратимо перейдут в смесь устойчивых фаз а и Ь. Состояние фаз на участках ас (перегретая жидкость) и йЬ (пересыщенный пар) называется метастабильным. [c.369]

Зародышеобразование в паре. В переохлажденных жидкостях и газах кристаллы могут не появляться в течение длительного времени. Причина такой устойчивости метастабильных систем состоит в трудности зарождения новой фазы в переохлажденных или пересыщенных средах. Рассмотрим пересыщенный пар, химический потенциал частиц которого л,1 выше химического потенциала кристалла р,2. Атомы или молекулы, из которых состоит пар, могут при соударениях соединяться в группы из двух, трех, четырех и больше частиц, образуя димеры, тримеры, агрегаты. С другой стороны, часть этих агрегатов распадается вследствие флюктуаций колебательной энергии составляющих их атомов и молекул. В результате в паре устанавливается метастабильное распределение агрегатов по размерам. Аналогичные процессы идут и в растворах. [c.277]

Степень устойчивости разных состояний в физико-химических системах может быть весьма различной. Состояния, отвечающие небольшой относительной устойчивости, называются ме-тастабильными. Обычными примерами метастабильных состояний могут служить состояния пересыщенного пара, пересыщенного раствора, переохлажденной жидкости и т. д. Переход в более устойчивые состояния может быть вызван в этих системах весьма слабыми воздействиями. Так, можно вызвать кристаллизацию растворенного вещества из пересыщенного раствора, внеся небольшой кристаллик растворенного вещества. [c.226]

Явление пересыщения было установлено (1795) впервые Т. Е. Ловицем, который открыл существование пересыщенных растворов и изучал их. Состояния пересыщенного пара, перегретой или переохлажденной жидкости, пересыщенного раствора и другие подобные им являются метастабильными состояниями ( 83). Возможность существования их связана с затруднениями в возникновении зародышей новой фазы, так как очень малый (в первый момент) размер выделяющихся частичек новой фазы увеличивает изотермические потенциалы вещества и делает эти частички менее устойчивыми. С этим же в большей или меньшей степени связана и сохраняемость метастабильных кристаллических фаз и стеклообразного состояния. [c.360]

Ile должно сложиться впечатления, что перечисляемые автором явления исчерпывают все многообразие существенно неравновесного процесса мгновенного испарения. 13 частности, важную роль играет образование ударной волны вследствие интенсивного выброса пара в атмосферу, формирование и рост пузырьков в объеме жидкости, диспергирование жидкости при выбросе и другие факторы. Некоторые аспекты физики взрыва метастабильной жидкости описаны в работе I Скрипов,1972 . - Прим. ред. [c.79]

Замороженная фаза не обязательно является метастабильной в смысле 18. Обычный полистирол, например, не может кристаллизоваться. Поэтому он никогда не может быть переохлажденной жидкостью. Напротив, при температуре, которая хорошо воспроизводится, наступает замораживание, превращающее полистирол в стекло . В противоположность этому силикатные стекла или глицерин появляются сначала во внутреннем равновесии как переохлажденные жидкости, которые замораживаются лишь при более низкой температуре. В этих случаях замороженная фаза является одновременно по отношению к кристаллам метастабильной. [c.181]

На каждой изотерме между минимумом и максимумом обязательно расположены только нестабильные состояния. Кривая, на которой расположены минимумы и максимумы и которая поэтому ограничивает нестабильную область, называется спинодалью. Область между спинодалью и бинодалью соответствует тогда метастабильным состояниям (перегретая жидкость, пересыщенный пар). Такое представление в термодинамике неоднократно использовали как полезное вспомогательное средство. Однако здесь такое представление не будет использовано для логики рассуждений, а будет введено лишь для наглядности, так как исходная гипотеза, как можно показать, несостоятельна. [c.230]

Образование зародыша пара в жидкости, находящейся при температуре, большей, или при статическом давлении, меньшем, чем в условиях насыщения, соответствует отклонению от метастабильного равновесного состояния. Для описания этой ситуации используется термин гомогенная нуклеация. [c.364]

С. Гомогенная нуклеация. Образование пара из метастабильной жидкости или неустойчивого состояния равновесия начинают изучать обычно с уравнения, определяющего механическое равновесие сферических зародышей пара (радиусом г ) в жидкости при постоянных температуре Tg и давлении р [c.365]

Эта область заштрихована на рис. III.2.1. Только внутри этой области имеет место взаимная адекватность описания на основе масштабных функций h(x), f(x), f2(x) и рассматриваемого в данной работе. Расчеты сжимаемости с помощью (111.3.1) дают значения, согласующиеся с табличными в пределах погрешности последних. В /67, 69/ можно найти результаты расчетов такого рода для аргона и воды. (Для н-гексана нет табличных данных для fiy.) Уравнение состояния (III.2.3) обеспечивает описание изотермической сжимаемости жидкости в достаточно широком диапазоне состояний, включая метастабильную область. [c.43]

Полагают, что капли удерживаются в метастабильном равновесии, не сливаясь, под действием электрических сил. Этот вопрос подробно будет обсужден далее (глава П). Здесь же рассмотрены исключительно процессы диспергирования большого объема жидкости на малые капли. [c.10]

Термодинамически устойчивое состояние двух несмачивающихся жидкостей отвечает минимуму свободной поверхности, причем более тяжелая жидкость располагается под более легкой. Требуется проявить немалую изобретательность, чтобы получить метастабильную эмульсию с большим числом капель одной из жидкостей, диспергированных в другой. Капли требуемых размеров могут быть получены двумя различными методами. Один заключается в выращивании капель из малых центров каплеобразования, другой состоит в дроблении больших капель. Второй метод часто применяют как в лабораторной, так и в производственной практике. Коммерческие фирмы выпускают широкий ассортимент установок для промышленного приготовления эмульсий. Для понимания процессов, которые будут рассмотрены ниже, ограничимся ознакомлением с общими принципами, лежащими в основе работы различной аппаратуры. [c.11]

При быстром охлаждении нефть, минуя состояние метастабильности, оказывается в лабильной области. В результате происходит быстрое образование большого числа кристаллов во всем объеме нефти. При этом существенное значение имеет, как бьшо отмечено ранее, наличие смол. В отсутствии или недостатке смол парафин кристаллизуется в виде мелких частиц и образует пространственную решетку, превращая нефть в структурированную жидкость. Структурный каркас образуется вследствие молекулярного сцепления в тех местах, которые плохо изолированы адсорбированными естественными ПАВ. В присутствии достаточного количества смол предотвращается образование пространственной сетки, благодаря сольватной оболочке, образуемой смолами вокруг кристалликов парафина. [c.51]

Метастабильная область Рис. 1.1. Диаграмма фазового перехода жидкость—пар. [c.16]

К формированию надмолекулярных структур в нефтяных системах наиболее склонны высокомолекулярные углеводородные и неуглеводородные составляющие нефти при определенных внешних условиях, в которых находится система. Образование надмолекулярных структур способствует переходу системы из стабильного состояния в метастабильное. Примером систем в метастабильном состоянии являются перенасыщенные растворы и перегретые жидкости. [c.55]

Состояние равновесия мениска со смачивающей пленкой определяется условием (2) П = АР ,. При АР = О, что отвечает плоской поверхности мениска, П = О, и толщина равновесной а-пленки равна (рис. 1). Пленки такой толщины могут находиться в равновесии с насыщенным паром объемной жидкости при р р =1. Равновесие объемной фазы, ограниченной плоской поверхностью, с Р-пленкой (для изотерм, показанных кривой 2а) невозможно, так как при ПО значения оо. Однако для изотерм более сложного типа (например, кривая 26 на рис. 1), дважды заходящих в область отрицательных значений П и имеющих две области неустойчивых толщин, объемная жидкость может также находиться (при ДР = 0) в равновесии с метастабильной 6-пленкой толщиной /1р. [c.287]

Как следует из сказанного, тщательно очищенная от посторонних ионов система может обладать значительно большей энергией, чем нужно для достижения равновесного состояния. Примерами такой метастабильной системы являются перегретая и переохлажденная жидкости и пересыщенные растворы. [c.200]

С позиций термодинамики [17] кавитацию можно представить как фазовый переход на диаграмме (рис. 3.7) в системе координат (Т,Р). На рисунке показаны линии(Т) насыщенного пара и семейство кривых Pj (T), определяющее метастабильные состояния в жидкости. Переход из точки А(Т, Р) вдоль траекторий, параллельных координатной оси температур (в точку В, лежащую в области пара), называют кипением [17,18]. С понижением давления [Р<Р(р (Гц)] при Tq = onst жидкость также может перейти в парообразное состояние в точке С. Этот переход и называют кавитацией. Поскольку строгое выполнение условий Pq = = onst и To= onst в реальных системах не выполнимо, то и деление рассматриваемого фазового перехода первого рода на кипение и кавитацию очень условно. Реально траекторию процесса можно представить в виде перехода A- D. [c.58]

Инвариантное состояние для бензола устанавлиьаечси ирп 7 = 278,58 К, Р = 399 Па, а для воды —при Г = 273,0076 К, Р = =610 Па. При этом малейшее изменение давления насыщенного пара приводит к исчезновению одной из фаз. Повышение температуры при постоянном давлении до точки Тг приведет к исчезновению сразу двух фаз. Кривая ОД определяет давление насыщенного пара над переохлажденной жидкостью. Оно выше, чем над твердым телом. Это состояние жидкости термодинамически неустойчиво (метастабильно) и переохлажденная жидкость самопроизвольно может затвердеть. К этому состоянию (метастабильному) правило фаз неприменимо. [c.165]

Задача. Твердый н-С,эН4о (нонадекан) существует в двух модификациях типа а и р, а также может при нагревании переходить в жидкое и парообразное состояние. При Р= 101,3 кПа устойчива а-модификация, которая переходит при нагреве в -модифика-цию, а последняя переходит в жидкость и пар. Метастабильные состояния отсутствуют. Изобразите фазовую Р—Т диаграмму, указав линии, области и тройные точки. [c.186]

Рис. 1. Зависимость давления от объема для чистого вещества / — стабильная жидкость 2 — метастабильная жидкость . 3 — стабильная жидкость + пар 4 — метастабильныП пар 5 — ста бильный пар 6 — критическая точка

Метастабильные состояния могут возникать в системе и при повышении температуры. Пересыщение в этих случаях обусловлено появлением в результате термополиконденсационных процессов структурных единиц — кристаллитов. По достижении пороговой концентрации кристаллитов формируется аномальная жидкость с критическим напряжением сдвига (точка Г). [c.39]

Аналогичные расчеты для воды и аргона, демонстрируемые в /66-69/, позволяют утверждать, что уравнение (111.2.3) хорошо описывает не только метастабильную область и непосредственно прилегающие к ней стабильные состояния, но и всю область плотной жидкости вплоть до кривой плавления. Так, для воды /66, 69/ в метастабильной области расчеты согласуются с экспериментом в пределах 0,01%, а результаты расчетов плотности стабильной жидкости согласуются со скелетными таблицами /75/ в пределах нормативных допусков. Специфика воды как ассоциированной жидкости при этом пегко учитывается введением вместо постоянного значения параметра В в [c.40]

Видимо, эффект Марангони характеризует первоначальное состояние пены, когда пленки еще толстые, по устойчивость определяется другими эффектами. Шелудко (1962) показал, что стойкие пены образуются в системах, которые дают черные пленки. Как было упомянуто ранее, следует принять во внимание поверхностные силы второго рода, чтобы объяснить метастабильную пленку, и поэтому к.шсспческая химическая термодинамика поверхности не является адекватной. Дерягин, Мартынов и Гутоп (1965) разработали термодинамику свободных от жидкости пленок (например, для пленок тоньше, чем толщина двух адсорбционных слоев Гиббса). [c.89]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология