Зародыш жидкий

Подстановка значения /з из (16.6) в (16.5) дает изменение свободной энергии Гиббса при образовании зародыша жидкой фазы [c.331]

Зависимость радиуса зародыша жидкой фазы от пересыщения пара можно выразить уравнением (Томсон) [c.376]

ОБРАЗОВАНИЕ ЗАРОДЫШЕЙ ЖИДКОЙ ФАЗЫ В ПАРАХ [c.213]

Рассмотрим поведение слабо пересыщенного пара в ящике объема Кт с жесткими, не пропускающими тепло стенками. Через некоторое время образуется критический зародыш жидкой фазы и система перейдет в двухфазное состояние. Проведя значительное время в состоянии, близком к двухфазному равновесию, система неизбежно в результате большой флюктуации, при которой ка пля испарится, вернется в однофазное состояние пересыщенного пара, продолжая далее колебаться между обоими состояниями. Выделим мысленно внутри объема К, объем V и исключим из рассмотрения состояния, при которых закритические зародыши появятся за пределами объема V. При этом мы допустим, Что [c.283]

Переохлаждение пара ниже температуры конденсации для образования новых мельчайших капелек жидкости (зародышей) необходимо потому, что равновесное давление пара над выпуклой поверхностью мельчайшей сферической капли жидкости (зародыша) выше, чем над плоской поверхностью макроколичества жидкости. При большой кривизне поверхности молекулы слабее удерживаются на поверхности зародыша жидкой капли и легче переходят в парообразную фазу. [c.376]

Явления, связанные с электрическими свойствами, имеют очень большое практическое значение. Так, движение и оседание частиц аэрозолей является причиной грозовых явлений, а также серьезных помех в работе управляющих и следящих устройств. Изменение условий образования зародышей жидкой фазы весьма важно для метеорологии, для искусственного дождевания, во всех технологических процессах, связанных с конденсацией паров. [c.298]

Было установлено, что плавление начиналось с образования зародышей жидкой фазы на поверхности кристалла (очевидно, в дефектных местах) — в виде мелких капелек с четко очерченным периметром смачивания (рис. 1, см. вклейку). Затем происходил рост этих капелек (одновременно появлялись и новые капли) с последующим их слиянием в более крупные капли (рис. 2, см. вклейку). Во всех случаях наблюдалось хаотическое движение капель по поверхности кристалла. Размер капли при таком движении возрастал,— она захватывала другие более мелкие, и возможно, невидимые капли. Появляющаяся в поздних стадиях плавления пленка расплава также разбивалась в капли. [c.46]

При гомогенной конденсации в газовой смеси при давлении, большем давления насыщения, возникают зародыши жидкой фазы со скоростью, определяемой формулой Френкеля [4] [c.379]

Для замыкания уравнения (17) необходимо выразить стоящую в правой его части функцию ф g, I) через функцию распределения / (g, I) и обычные термодинамические параметры, характеризующие состояние системы, в которой g молекул образуют зародыш жидкой фазы. Напомним, что ф (g, I) формально определяется ра- [c.152]

Работа образования трехмерного зародыша жидкой фазы тем меньше, чем выше существующая степень пересыщения системы, в которой совершается процесс конденсации, так как при увеличении пересыщения устойчи- [c.429]

Работа образования трехмерного зародыша жидкой фазы тем меньше, чем выше существующая степень пересыщения системы, в которой совершается процесс конденсации, так как при увеличении пересыщения устойчивыми будут капли меньших размеров. Работу образования трехмерного зародыша можно вычислить по уравнению [c.428]

В настоящее время большинство математических экспериментов посвящено изучению однородных жидкостей, и почти не разработаны молекулярно-динамические нетоды исследования неоднородных систем. Наша работа имеет целью исследовать методом Щ малую двухфазную систему - зародыш жидкой фазы в пересыщенном паре. [c.128]

Одним из сложных вопросов в этом отношении является природа исходного процесса возникновения зародышей жидкой или твердой фазы воды на поверхности веществ, инородных для воды. В этом случае, например, безоговорочное принятие в расчет констант фазовых переходов воды, а также и других характеристик, относящихся к установлению или разрыву связей между молекулами Н2О, было бы несправедливым, поскольку здесь речь может идти о взаимодействии молекул, не себе подобных, а с молекулами других веществ. Если же, как это нередко делается, рассмотрение начинается с допущения о существовании некоего установившегося слоя молекул воды на инородной поверхности, то тогда речь идет не об образовании зародыша капелек или льдинок, а об их росте. [c.178]

Соотношение (32) позволяет установить зависимость между размерами зародыша жидкой металлической фазы (г) и величиной перенапряжения выделения металла (т)к), [c.73]

Неравенства (IX. 25) выведены для очень малых радиусов кривизны, когда вся микронеоднородность внутри фазы (Р) практически состоит из поверхностного слоя. Поскольку при росте этой неоднородности должна образоваться фаза (а), можно считать, что по своим свойствам, в том числе и по плотности, эта неоднородность будет отличаться от фазы (Р) качественно в том же направлении, что и фаза (а). Поэтому условия (IX. 18) н (IX. 25) следует рассматривать не как противоречащие друг другу, а как дополняющие друг друга условия. Например, для процесса конденсации пара, естественно предположить, что образующиеся зародыши жидкой фазы являются более плотными, чем окружающий их пар. Неравенства (IX.25) приводят в этом случае к выводу о возрастании упругости пара зародышей жидкой фазы с уменьшением их размера, как это имеет место и при больших радиусах кривизны. [c.201]

Физические характеристики процессов зародышеобразования проще всего рассмотреть на примере образования зародышей жидкой фазы из пересыщенного пара. Этот случай поддается подробному теоретическому и экспериментальному исследованию. [c.42]

Термодинамическое соотношение, определяющее стабильность зародышей жидкой фазы, можно вывести из уравнения Гиббса — Томсона. Оно позволяет рассчитать давление пара р над поверхностью капли жидкости радиусом г, [c.42]

На рис. 2 приведена зависимость относительного содержания подвижной фазы воды от 1/Т для различных образцов. Первые точки в области низких температур соответствуют уверенной регистрации узкого компонента спектра. Как видно из рис. 2, существование границы раздела лед—пар или лед—твердое тело приводит к появлению устойчивых зародышей жидкой фазы при температурах ниже 273 К. Температура появления этих зародышей зависит от энергии взаимодействия молекул зоды с поверхностью твердого тела. На границе раздела лед—пар или [c.90]

Еще одно важное физико-химическое явление, связанное с существованием избыточной поверхностной энергии,— это образование пересыщенных систем. При закипании жидкости образуются пузырьки (зародыши) газовой фазы в толще жидкости. Конденсация пара начинается с образования капель жидкости — зародышей жидкой фазы. Чтобы началось замерзание жидкости или выпадение твердого вещества из его насыщенного раствора, должны появиться кристаллы замерзающей жидкости или растворенного вещества— зародыши твердой фазы. Первоначальный размер зародышей новой фазы очень мал, следовательно, они имеют высокую по отношению к их объему поверхность и тем самым значительную избыточную поверхностную энергию. Это затрудняет их образование. Поэтому в определенных условиях пар может быть охлажден до температуры, существенно более низкой, чем температура конденсации, т. е. может образоваться пересыщенный пар. Аналогично, жидкость в ряде случаев может быть нагрета выше температуры кипения, т. е. может быть получена перегретая жидкость. Точно так же возмол сно охлаждение жидкости ниже температуры замерзания, т. е. образование переохлажденной жидкости. При охлаждении раствора твердого вещества, растворимость которого падает с уменьшением температуры, можно без выпадения осадка растворенного вещества понизить температуру ниже гой, при которой раствор становится насьшхенным, т. е. получить пересы-щенный раствор. [c.310]

Раскисление возможно, если произведение фактических активностей (или концентраций) больше I, т.е. необходимо некоторое пересыщение. Величина этого пересыщения определяется тем, что образование зародыша (вторая стадия) фазы AI2O3 требует создания новой поверхности, а именно поверхности раздела зародыш— жидкая сталь, т.е. необходимо преодоление энергетического барьера. При этом размер критического радиуса зародыша определяется уравнением, подобным уравнению Томсона для давления пара над каплями малого размера. При этом вместо отношения р/р , вводится величина пересыщения /L, где активности [c.290]

Исходя из сказанного, механизм каплеобразования на поверхности исследованных твердых тел можно рассматривать, по-види-мому, следующим образом. Возникающие на субмикроскопических дефектах зародыши жидкой фазы образуют пленку, которая, вследствие неполной смачиваемости неустойчива и быстро стягивается в капли. Вокруг капель образуются углубления, т. е. масса капли формируется из материала поверхностного слоя кристалла, в результате чего и образуется углубление (рис. 5). [c.47]

Основу физической модификации ингредиентов составляют повышение дефектности и дисперсности кристаллов, снижение температур плавления компонентов в бинарных и сложных эвтектических смесях и твердых растворах заме-ш,ения [34]. Эти явления, характерные для молекулярных кристаллов [241, 248], объясняются механизмом эвтектического плавления смеси молекулярных кристаллов, описанным в работах [244, 249]. Согласно этим работам при контактировании кристаллов двух веществ происходит схватывание их поверх-ностаых слоев с образованием единой системы благодаря меж-молекулярному взаимодействию, приводящему к упругому деформированию кристаллической решетки в пограничных зонах и возрастанию дефектности кристаллических частиц. В результате этого на поверхности двух крист 1ЛЛов сосредоточивается запас избыточной энергии, причем самопроизвольное ее уменьшение может быгь достигнуто за счет снижения межфазного поверхностного натяжения. Нагрев системы приводит к плавлению граничных зон кристалла с более низкой Тпл, что обеспечивает резкое уменьшение избыточной энергии. При этом в бинарной смеси кристаллы вещества с более высокой Тот являются активной подкладкой, уменьшающей работу об разования зародышей жидкой фазы в поверхностном слое кристалла вещества с более низкой Тпд, стремящегося приспособиться к структуре подкладки, что обуславливает сниже- [c.48]

II.4. Теория конденсации Беккера — Дёринга. Повышенное давлс ние паров над малыми каплями тесно связано с трудностью образования зародышей жидкой фазы в пересыщенном паре. Капли, давление паров которых равно давлению пересыщенного пара, находящегося в контакте с ними, могут быть названы зародышами , имеющими критические размеры. Любая капля большего размера будет, как правило, расти путем присоединения молекул. Любая капля меньшего размера будет стремиться испаряться и в конце концов вообще исчезнет. [c.49]

Поскольку смесь остается устойчивой до температур 150°С, можно утверждать, что первый эндоэффект соответствует плавлению тройной эвтектической смеси, образованной из МБТ, ТМТД и части серы. Относительно вторых эндоэффектов на термограммах следует отметить, что их площади и температуры минимумов (97°С) с нагревом образцов не изменяются. Это позволяет предположить соответствие второго эндоэффекта плавлению вещества, количество и Тщ, которого остаются неизменными в условиях эксперимента. Наблюдение процессг плгшления смеси на приборе типа НМК с микроскопом показало, что этим веществом является избыток серы, не вступивший в тройную эвтектическую смесь. Понижение Тпл серы в смеси с 112 до 97°С объясняется согласно теории контактного плавления [249], в соответствии с которой кристаллы ускорителей в тройной системе с эвтектикой являются активной подкладкой для кристаллов избытка серы, облегчающей их плавление. Этс происходит благодаря уменьшению работы образовгшия зародышей жидкой фазы в поверхностном слое кристаллов серы, что в свою очередь приводит к снижению их температуры плавления. [c.142]

Как было показано в предыдущем параграфе, образование жидкой фазы при конденсации паров тяжелых углеводородов начинается при условии выполнения неравенства 5 > 5 . Решая это неравенство относительно температуры, можно определить температуру Г , при которой начинается конденсация паров. Поскольку температура на входе выше Т , то по мере движения газа в теплообменнике его температура снижается и в некотором сечение станет равной Начиная с этого сечения в газе появляются зародыши жидкой фазы, которые затем увеличиваются в размерах за счет фазовых преврап1ений на поверхности и коагуляции капель. Интенсивная нуклеация и конденсация пара приводит к выделению теплоты конденсации, которая может несколько повысить температуру газа. Поскольку объемное содержание жидкой фазы мало, а интенсивность охлаждения газа по длине теплообменника достаточно большая, то в первом [c.425]

Пример 7.5.5.1. Стохастическая модель зародышеобразования. Необходимо в рамках стохастических представлений построить модель гомогенного и гетерогенного зародышеобразования (см. подраздел 8.7.1) для описания скорости образования кристаллов из жидкой фазы на основе представления о рождении и гибели кластеров [120]. При решении поставленной задачи считается, что зародышеобразование протекает по известной схеме случайного процесса гибели и рождения с конечным числом состояний [29, 99, 121, 122]. Пусть объем пересыщенного пара, незначительно превосходящий объем критического зародыша, содержит ( + 1) атомов или молекул. Символом Ео обозначим состояние этого объема, когда в нем содержится ( + 1) одиночных атомов пара, символом — состояние системы, заключающееся в образовании одного комплекса из двух атомов, — одного комплекса из трех атомов и, наконец, — одного комплекса из и атомов. Этот комплекс представляет собой критический зародыш жидкой фазы, который после присоединения еще одного атома (переход в состояние ) способен к дальнейшему самопроизвольному росту. Обозначим через ко вероятность перехода из состояния Ео в Ei, через А,] — вероятность перехода из состояния Ei в Ei а так далее, т. е. вероятности присоединения одиночных атомов к соответствующим комплексам. Через Ц] обозначим вероятность перехода из состояния Ei в Ео, через р2 — вероятность перехода из состояния в i и так далее, т. е. вероятности отрыва одиночш.1х атомов от соответствующих комплексов. Тогда граф-схема процесса будет иметь вид, представленный на рис. 7.5.5.1. Вероятность перехода системы из состояния Е в состояние 1 полагаем равной нулю ц( = 0), т. е. состояние Е для этой схемы является поглощающим. [c.689]

СТАТИСТИЧЕСКАЯ ТЕОРИЯ РОСТА ЗАРОДЫША ЖИДКОЙ ФАЗЫ В ГАЗОПАРОБОЙ СМЕСИ [c.146]

С физическо точки зрения специфика образования и роста зародыша жидкой фазы в гомогенном пересыщеннодг паре целиком определяется поверхностным натяжением. Действительно, приращение термодинамического потенциала при образовании зародыша жидкой фазы, состоящего из g молекул, имеет вид [c.146]

На базе уравнения Лиувилля для совокупности молекул системы, ссстояшей из газопароЕой смеси и зародыша жидкой фазы, выводится кинетическое уравнение типа Фоккера—Планка для функции распределения зародыша по размерам. При этом для коэффициента нуклеации получено выражение типа формулы Кубе чере.э автокорреляционную функцию флуктуаций диффузионного потока молекул пара в газопаровой смеси. Расчет этой формулы в двух предельных режимах (свободномолекулярном и гидродинамическом) приводит к известным выражениям классической теории нуклеации. Библиогр. 4 назв. [c.245]

Шестое направление — исследование законов движения двухфазных сред, в частности барботажных и флотационных процессов,— имеет важное значение для целого ряда химико-техноло-1 ических производств. Двухфазные системы, барботажные и флотационные процессы, весьма широко используются в промышленности. Однако законы движения двухфазных сред до настоящего времени не разработаны. Далека от завершения даже разработка теории плотных газов и жидкостей, находящихся в стационарном состоянии. Хотя в этом направлении были получены весьма интересные и обнадеживающие результаты на базе статистической механики (так, в работах Майера, Ван-Хова, Янга и Ли и других была строго математически обоснована теория конденсации — теория перехода газа в жидкое состояние), однако строгая научная постановка задачи о динамике двухфазных сред сегодня еще не вполне созрела. Кинетическая теория пока позволяет построить теорию роста зародыша жидкой фазы в насыщенном газе — теорию роста изолированной жидкой капли. По-видимому, созданию теории движения двухфазных сред должно предшествовать проведение тонких фундаментальных исследований в экспериментальном плане. [c.22]

Большое различие между перегревом и переохлаждением распла-а стаьювится очевидным при рассмотрении возникновения заро-ышей новой фазы, инициирующих дальнейший фазовый переход 06-азование кристаллических зародышей может практически осуществлять-I только при относительно больших степенях переохлаждения л. б), в противоположность этому зародыши жидкой фазы практичес и всегда существуют на ребрах граней кристалла, и поэтом ско-ость уменьшения размеров кристалла, т.е. скорость плавления, оп-зделяется тем, насколько быстро поверхность раздела кристалл — асплав. продвигается по направлению к центру кристалла. [c.27]

Молекулярно-кинетич. рассмотрение К. приводит к выводу, что число центров К. пропорционально цроиаведеиию вероятности образования равновесного зародыша на вероятность его роста. Т. к. трехмерный кристаллич. зародыш растет ие путем присоединения единичных молекул (атомон) из окружающей среды (что имеет место при росте зародышей жидкой фазы), а через образование и рост на его rpaTiax днух-мерных равновесных зародышей, то вероятность роста определяется вероятностью возпнкновения двухмерных зародышей на его гранях. Т. обр. число центров К. [c.417]

Гетерогенное зарождение. Гетерогенное, или каталитическое, зарождение может происходить в том случае, когда в паре или в жидкости имеется твердая поверхность или примесная частица на поверхности такого инородного тела может образоваться зародыш. В этом случае свободная энергия поверхности раздела катализатор — среда уменьшается на некоторую величину, а соответствующий выигрыш свободной энергии способствует образованию зародыша (т. е. он образуется при более низких критических пересыщениях или переохлаждениях, чем в случае гомогенного зарождения). В большинстве жидкостей обычно присутствуют инородные частицы и потому гетерогенное зарождение происходит часто. Принято считать, что при образовании зародышей жидкой фазы из пара на плоских твердых поверхностях зародыш представляет собой часть сферы, называемой сферическим куполом его характеризуют краевым углом 0, который он образует с подложкой. Тогда (см., например, обзор Тернбалла [9]) из геометрических соображений выводится следующая формула для критической свободной энергии [c.419]

Иначе обстоит дело при образовании зародыша жидкой металлической фазы работа образования такого зародыша в связи с высоким значением пограничного натяжения сравнительно велика, в то время как перепапряжение разряда (наиример, прп разряде ионов ртути) может быть очень мало. [c.74]

На обеих диаграммах имеются области существования пара (п), жидкости (ж) и кристаллов (к). В тройной точке сходятся 3 линии равновесия двух фаз, соответственно и — ж, п — к и ж — к. При этом левая диаграмма описывает лищь начальную стадию конденсации, когда только начинают возникать устойчивые двумерные зародыши жидкой или кристаллической фазы из пересыщенного двумерного пара (адсорбированные и мигрирующие по поверхности подложки атомы или молекулы конденсата). [c.53]

Из уравнений (IX. 56) и (IX. 57) для микродисперсных систем может быть выведено следствие, аналогичное первому закону Коновалова. Рассмотрим, например, процесс конденсации пара. Если зародыши жидкой фазы очень малы и не обладают еще свойствами этой фазы в большой массе, можно рассматривать их как состоящие из вещества поверхностного слоя состава х . Поскольку эти зародыши жидкой фазы являются более плотными, чем окружающий их пар, величины и имеют отрицательные значения. Уравнения (IX. 56) и (IX. 57) приводят в этом случае к неравенствам [c.210]

Зародыши жидкой шлаковой фазы возникают на мелких неметаллических включениях, всегда присутствующих в стали. Возникновение шлаковой фазы наиболее вероятно в маточном растворе в междендритных пространствах, так как именно в эту зону поступает ликвирующий кислород и окисленность маточного раствора гораздо больше, чем окисленность металла за фронтом кристаллизации. Скорость роста неметаллических включений зависит от скорости доставки кислорода из маточного раствора к границе раздела включение— металл, т. е. от окисленности металла. Продолжительность роста включений и их окончательный размер определяются временем от возникновения включения до затвердевания прилегающих участков металла. [c.182]

Весьма важными для понимания роли структурообразования в кинетике полимеризации являются исследования полимеризации в предпе-реходном состоянии. При добавлении растворителя к кристаллическим мономерам жидкие кристаллы можно получить при более низкой температуре. чем термотропные кристаллы. Это позволяет варьировать взаимную ориентацию молекул мономера в широких пределах и реализовать цредпереходное состояние. В предпереходный период, когда система изотропна, создаются благоприятные кинетические условия и скорость роста цепи возрастает, что обусловлено гетерофазными флуктуациями. Последние реализуются в переходном состоянии в результате растворения жидкокристаллических структур при добавлении растворителя. Гетерофазные флуктуации выполняют роль зародышей жидких кристаллов. В жидком кристалле гетерофазные флуктуации возникают в виде микрокапель изотропной жидкости. На примере указанных выше мономеров было установлено, что по обе стороны фазового перехода возможно зарождение структурных элементов, ответственных за изменение кинетических условий образования полимера. При жидкофазной полимеризации такие условия не создаются. В образовании гетеро-фазных флуктуаций участвуют те же молекулярные единицы, что и при образовании жидкого кристалла. Кинетические эффекты, обусловленные спецификой структурообразования, проявляются лишь в том случае, когда сам мономер является компонентом, активно участвующим в образовании жидкокристаллических зародышей, либо взаимодействует с молекулами, принимающими участие в их образовании. Если мономер не образует жидких кристаллов или димерных комплексов с добавками, способными к образованию таких зародышей, то зародыши новой фазы еще не обусловливают возникновение кинетических эффектов. [c.53]

Кристаллизация нематического препарата не всегда сопровождается появлением дисинклинаций по всему фронту кристаллизации. При медленном росте кристалла впереди фронта кристаллизации возникает множество жидкокристаллических капель, которые сливаются с наступающим фронтом кристаллизации (рис. 27). Каждая капля имеет объемную дисинклинацию и, если последняя перпендикулярна поверхности стекол, то капля имеет осевой крест при скрещенных николях. Возникновение сферических зародышей часто происходит в одном и том же месте препарата. В препарате, приготовленном без покровного стекла, т. е. когда из-за большого температурного градиента возникает вихревое движение вещества, можно наблюдать, как зародыш жидкого кристалла, достигнув определенной величины, отрывается от места возникновения и увлекается током вещества в жидкокристаллическую массу. На его месте возникает новый зародыш и т. д. Таким же образом можно объяс- [c.38]

Как отмечено, жидкие кристаллы характеризуются ближним порядком в расположении центров тяжести молекул и параллельностью нх длинных осей. Переход твердого тела в жидкий кристалл соответствует ликвидации дальнего порядка в расположении центров тяжести молекул при сохранении дальнего порядка в их ориентации. Переход жидких кристаллов в изотропную жидкость сопровождается ликвидацией дальнего порядка и в ориентации молекул. Последний переход Френкель называет ориентационным плавлением . Согласно теории Френкеля, вблизи точки перехода одной фазы в другую образование зародышей новой фазы происходит еще до достижения точки превращения. В старой фазе возникают местные и временные флуктуации, называемые гетерофазными. Цветков распространил теорию гетерофазных флуктуаций на переходы типа жидкий кристалл — изотропная жидкость. По его мнению, в изотропножидкой фазе около точки превращения имеет место образование зародышей жидких кристаллов (роев). Этот факт подтверждается аномальным изменением ряда физических величин (двулучепреломление в потоке, скорость и поглощение ультразвука и др.) вблизи точки превращения изотропной жидкости в жидкий кристалл. Например, величина двойного лучепреломления в потоке изотропножидкого п-азоксианизола начинает возрастать еще за несколько градусов до этой температурной точки (134°) . [c.96]