Процесс механически обратимый

Физические и механические свойства полимеров сильно зависят от структуры макромолекул. Линейные полимеры характеризуются эластичностью, способностью набухать или растворяться в растворителях, обладают термопластичными свойствами. Полимеры с термопластичными свойствами при нагревании размягчаются, а при охлаждении затвердевают. Этот процесс является обратимым. Полимеры при этом не претерпевают никаких химических изменений. [c.336]

Низкие значения Е2 характерны для эластомеров (каучука, резины). Эластичность их объясняется растягиванием свернутых в клубки макромолекул, возвращающихся в исходное, более вероятное, состояние после снятия нагрузки. Таким, образом, эластическая деформация является механически обратимой , как и упругая. При снятии нагрузки (р = 0), как видно из рис. 107, процесс идет в обратном направлении, и система возвращается полностью к исходному состоянию. [c.259]

Этому соответствует постепенно замедляющееся нарастание деформации (рис. XI—И) вплоть до предела Yma =тo/G, определяемого модулем упругости гуковского элемента. Такой процесс называется упругим последействием-, он обнаруживается в твердообразных системах с эластическим поведением. Эластическое поведение механически обратимо — снятие напряжения приводит за счет энергии, накопленной упругим элементом, к постепенному уменьшению деформации до нуля, т. е. к восстановлению исходной формы тела. Вместе с тем, в отличие от истинно упругого тела, процесс деформации эластического тела термодинамически необратим — в этом случае происходит диссипация энергии на вязком элементе. Такой модели отвечает, например, затухание механических колебаний в резине. [c.313]

Высокоэластичность, — пожалуй, единственное проявление механических свойств полимеров, которое удовлетворительно может быть описано в рамках хорошо разработанной молекулярной теории. Формальный математический подход имеет здесь целью представить упругий потенциал как функцию инвариантов деформации и соответствующих молекулярных параметров. Теория основывается на статистической термодинамике, а происходящие процессы считаются обратимыми в термодинамическом смысле. Поэтому изложение теории удобно проводить в том же плане, как зто было сделано в разделе 3.4.1. [c.63]

Для расчетов прежде всего важно знать, механически обратимо или необратимо протекают процессы разрушения в рассматриваемом материале. Как показали, например, опыты Говарда [6.44], Журкова и Томашевского [6.45], накопление разрушения в пластмассах является необратимым процессом. Если X — долговечность образца при данном постоянном напряжении а, t — время выдержки идентичного образца при том же напряжении ( 1<т), после которого ему дается отдых, [c.183]

Установление статистического характера второго закона термодинамики является великой заслугой Л. Больцмана, объяснившего таким путем противоречие между обратимостью механического движения и необратимостью и направленностью реальных физических и химических процессов эта направленность является следствием молекулярного строения материального мира. [c.106]

Механически обратимые процессы [c.49]

Хотя в реальных условиях трудно себе представить механически обратимый процесс, в ходе которого происходит изменение общего объема системы, все же эффект трения можно настолько снизить, что обратимость может быть почти достигнута. Тем не менее в большинстве реальных случаев изменения общего объема влияние трения весьма ощутимо и часто является важной составной частью баланса энергии нри анализе процесса. [c.50]

Термин скрытая используется для обозначения изотермического характера величины. Для механически обратимых (без трения) процессов / в уравнениях (3.31) и (3.32) равно нулю. [c.51]

Хотя эти величины и носят такое название, они являются функциями не только теплоты д, но и энергии, полученной системой в процессе, сопровождающемся трением. Эта энергия равна теплоте только тогда, когда процесс является механически обратимым и / = О для системы постоянного веса и состава. [c.51]

У1еханизм и причины электролитической диссоциации. В 1887 г. С Аррениус выдвинул гипотезу о том, что электролиты в воде диссоциируют (распадаются) на положительно и отрицательно заряженные частицы — ионы. Увеличение числа частиц в растворе вследствие электролитической диссоциации обусловливает отклонение от законов Рауля и Вант-Гоффа. Изотонический коэффициент показывает, во сколько раз увеличивается общее число частиц в растворе вследствие диссоциации электролита. Согласно Аррениусу диссоциирует лишь часть молекул, причем процесс имеет обратимый характер. Процесс электролитической диссоциации электролита КА на ионы и А , по Аррениусу, имеет вид КАч=ь + А". Как было установлено позднее, это уравнение можно написать лишь для так называемых слабых электролитов. Аррениус исходил из физической теории растворов. Эта теория рассматривала растворы как механическую смесь молекул и ионов растворенного вещества с молекулами растворителя, между которыми нет никаких видов взаимодействия. На основании физической теории трудно объяснить разрыв прочных химических связей диссоциирующих молекул. [c.152]

Перенос энергии в форме теплоты обусловлен температурным перепадом. Если температурный перепад бесконечно мал, процесс может развиваться, но его скорость будет бесконечно мала. При этих условиях процесс был бы близок к обратимому, ибо бесконечно малого изменения температуры оказалось бы достаточно для изменения направления переноса энергии. Если существует любой конечный температурный перепад, этого не произойдет и процесс будет термически необратимым. Следует заметить, что возможны процессы механически и термически необратимые, механически обратимые, но термически необратимые и наоборот и в идеальном предельном случае механически и термически обратимые. Реальные процессы, представляющие практический интерес, всегда относятся к категории, которой присущи оба типа необратимости, а скорости перехода энергии конечны. [c.52]

Самопроизвольные (спонтанные) процессы, которые мы наблюдаем в макроскопическом масштабе, протекают только в одном направлении, а именно, в сторону равновесия, и они являются необратимыми. Однако отступлением от этого является механическое движение. Если предположить, что силы трения отсутствуют, то движение определенной динамической системы можно изменить на обратное, не вызывая других эффектов, поменяв направление всех скоростей на противоположное. При такой оговорке механическое движение можно считать прототипом обратимого процесса. Правда, обратимость механического движения не совсем совпадает с тем предельным случаем, который рассматривается в термодинамике при проведении процесса через все промежуточные стадии, бесконечно близкие к равновесию. [c.23]

Вполне естественно было предположить, что в качестве меры необратимости какого-нибудь процесса нужно принять то количество механической работы, которое остается неиспользованным в итоге этого процесса. Для обратимых процессов потерянную работу нужно считать равной нулю. Этот прием оказался действительно полезным в некоторых частных случаях, например для изотермических процессов. Но в общем случае он оказывается [c.261]

Уравнения Кельвина и Максвелла описывают существенно различные типы поведения. Так, для механической деформации уравнение (П. 28) описывает механически обратимый процесс (деформация исчезает после снятия напряжения), а уравнение (П. 29) —необратимое течение. Термодинамически процесс в обоих случаях необратим, поскольку наличие вязкой составляющей означает диссипацию энергии. При циклических процессах будет наблюдаться гистерезис (петля на диаграмме / — 5), но изменения временного режима будут сказываться по-разному в случае (11.28) почти обратимыми будут медленные процессы, а в случае (П. 29) —быстрые. [c.142]

Деформации бывают как обратимыми, так и необратимыми. На рис. 246 в координатах напряжение — удлинение схематически приведены диаграммы для трех типов деформаций, рассматриваемых в данном сообщении. Упругая деформация — обратимый процесс как механически, так и термодинамически. Высокоэластическая деформация — механически обратимый процесс во времени, т. е. образец после снятия нагрузки в итоге возвращается в первоначальное состояние. В координатах напряжение — удлинение этот процесс описывается замкнутой петлей гистерезиса. Пластическая деформация, представляющая собой механически необратимый процесс, описывается петлей гистерезиса, не сходящейся в начале координат. Оба процесса — как высокоэластическая деформация, так и пластическая деформация — термодинамически необратимы. Площадь петли гистерезиса характеризует долю энергии деформации, рассеянную в виде тепла в деформационном цикле. Как следует из приведенных понятий, требование термодинамической обратимости подразумевает обратимость механическую, в то время как обратное положение не верно. [c.341]

Высокоэластическая деформация — это механически обратимый и термодинамически необратимый процесс, протекающий во времени. Деформированное тело, после того как приложенное напряжение снято, медленно восстанавливает исходную форму, а часть затраченной механической энергии рассеивается в виде тепла в процессе преодоления внутреннего трения. [c.348]

Каждый процесс, в котором происходит расширение или сжатие газа, рассматривают как процесс перехода тепловой энергии в механическую или механической в тепловую. Чтобы тепловая машина работала непрерывно, необходимо последовательное сочетание нескольких процессов, в результате которых рабочее тело приходит в первоначальное состояние. Подобное последовательное изменение состояний тела называется циклом. Если отдельные процессы, входящие в цикл, обратимы, то и весь цикл также обратимый. Процесс называется обратимым, если физически допустимо вообразить изменение направления процесса к исходному состоянию одновременно с приведением всех взаимодействующих тел тоже к их исходному состоянию. В противном случае процесс называется необратимым. [c.16]

Такое определение обратимости является наиболее общим. Часто приводится менее -общее определение рассматриваемый процесс является обратимым, если на каждой стадии его можно обратить с помощью бесконечно малых изменений термостата. В этом смысле обратимый процесс представляет собой не что иное, как квазистатический процесс, рассмотренный в гл. 1, 5. Любой квазистатический процесс в этом смысле обратим. Обратимый процесс в широком смысле необязательно обратим в узком смысле. Например, чисто механические или электромагнитные явления обратимы в широком смысле, но они могут и не быть обратимыми при более узком определении обратимости ). Обычно рассматри- [c.72]

Если при образовании студня не возникают химические межмолекулярные связи, этот процесс является обратимым. Механическое перемешивание может перевести такой студень вновь в подвижную жидкость. Еще легче студень переходит в текучий раствор при повышении температуры (плавление студней), так как при этом увеличивается интенсивность конформационных превращений макромолекул и время жизни отдельных контактов существенно понижается. Поскольку процессы образования и плавления студней не сопровождаются фазовыми переходами, переход из текучего состояния в твердое и обратно происходит плавно в каком-то определенном интервале температур. [c.91]

Интегральный принцип эквивалентен существованию полной системы дифференциальных уравнений, описывающих процесс рассеяния. Однако в неявном виде он также включает в себя как частный случай и уравнения, справедливые для обратимых движений. Например, при гидродинамическом движении в уравнение входят члены, описывающие чисто механическое обратимое двил-се-пие (без вязкости и рассеяния). Это обусловлено тем, что внещние силы, вызывающие обратимые движения, считаются ири варьировании заданными. Подобный случай равноценен отказу от варьирования производных по времени а,- и Г,. Последнее, очевидно, возможно благодаря тому, что потоки фиксированы, т. е. благодаря использованию основного условия представления через силы. Ниже мы еще вернемся к рассмотрению этого вопроса с более общей точки зрения, когда будем выяснять связь интегрального принципа с принципом Гамильтона. [c.241]

Это такое разрушение, при котором данному значению внешней силы соответствует определенная длина трещины. При достаточно медленном изменении величины внешней нагрузки трещина последовательно и непрерывно проходит через ряд устойчивых состояний, при этом каждый элемент объема тела находится в состоянии механического равновесия. При постоянных внешних силах длина трещины также постоянна. Так как скорость разрушения мала, процесс является изотермическим и может быть обратимым или необратимым. [c.191]

Движение потока в радиальных каталитических реакторах есть совокупность течений в системе каналов с проницаемыми (нористымп) стенками. Поэтому метод аэродинамического расчета базируется па задаче о распределении средней скорости по оси пористого канала. Исследуя течение в пористых каналах с отсосом через стенки, обнаружили [4], что при интенсивном отсосе конвективный поток импульса на 3—4 порядка превышает вязкие напряжения вплоть до зпачений г/Я = 0,91 и, следовательно, вязкой диссинацие механической энергии в ядре потока можно пренебречь. Основные динамические процессы локализованы в пристенной области. Это позволяет посредством усреднений свести задачу к рассмотрению одномерного течения, на границе которого возникают силы Мещерского, вызванные изменением расхода. В этом случае главным является вопрос, каким образом их работа распределяется между механически обратимой и диссипируемой энергией. На этот вопрос можно ответить, рассматривая течение в рамках уравнения энергии. Общая теория и анализ литературных данных приводят к выводу, что работа сил Мещерского примерно поровну распределяется между механически обратимой и диссипируемой энергией. [c.132]

Даже при таких малых деформациях кажущийся модуль Юнга зависит от скорости деформирования. Это указывает, что Е неоднозначно определяется энергией упругого деформирования угловых связей в цепях, длиной связей и межмолеку-лярными расстояниями, но, кроме этого, характеризуется чувствительностью ко времени смещений атомов и небольших атомных групп. В следующей области деформации (1—5%) напряжение и деформация уже не пропорциональны друг другу. Здесь происходят структурные и конформационные перестройки, которые обратимы механически, но не термодинамически. В этом случае говорят о неупругом (вязкоупругом в узком смысле), или параупругом, поведении. За пределом вынужденной эластичности начинается сильная переориентация цепей и ламеллярных кристаллов, а сам процесс обычно носит название пластическое деформирование . Под чисто пластическим деформированием можно понимать переход от одного равновесного состояния к другому без внутренних напряжений. Последнее особенно важно в связи с тем, что следующая после предела вынужденной эластичности деформация связана главным образом с механически обратимыми неупругими конфор-мационными изменениями молекул, а не с их перемещением друг за другом. До тех пор пока не достигнуто состояние равновесия с помощью соответствующей термообработки, сильно вытянутые образцы могут в значительной степени возвращаться в исходное состояние после снятия напряжения. Исходя из содержания настоящей книги, основное внимание следует уделять не процессам, вызывающим или сопровождающим молекулярную переориентацию (которая в основном понимается как эффект упрочнения), а процессам повреждения, т. е. разрыва цепи, образования пустот и течения. Последние процессы постепенно нарастают в области деформаций сразу же за пределом вынужденной эластичности вплоть до окончательного разрушения. К числу процессов, вызывающих повреждения, следует также отнести явление вынужденной эластичности при растяжении или образование трещины серебра в стеклообразных полимерах, которые будут рассмотрены в гл. 9. [c.38]

Эти результаты прямо указывают на то, что иммобилизация воды в дисперсиях гидрофильных веществ и структурообразо-вание тесно связаны между собой. Тиксотропная коагуляционная структура, по-видимому, формируется при взаимном влиянии поверхности гидрофильных частиц на структуру полислоев воды и их свойства, а структура гидратных оболочек — на характер ориентации и силы сцепления частиц твердой фазы друг с другом. Связанная вода во многом обусловливает те свойства, которые присущи коагуляционным структурам пониженную механическую прочность, способность к замедленной упругости и т. д. [135]. Вместе с тем в результате формирования коагуляционной сетки в дисперсии заметно снижается молекулярная подвижность иммобилизованной воды [136], изменяется также кинетика ее удаления из дисперсии [137]. Уже отмечалось, что в процессе структурообразования дисперсий монтмориллонита (перехода золь — гель) наблюдается обратимое увеличение объема дисперсии. Это указывает не только на понижение плотности граничных слоев воды при структуриро- [c.44]

Такой характер релаксационного процесса прямо указывает на высокоэластическую природу роста ориентации в процессе формования, поскольку высокоэластнческая деформация — механически обратимый и термодинами-чески необратимый процесс, протекающий во времени. Последнее объясняется тем, что часть механической энергии в процессе релаксации рассеивается в виде тепла при преодолении внутреннего трения. [c.123]

Для разработки методов расчета прежде всего важно знать, рассматривается ли материал с механически обратимо или необратимо протекающими процессами разрушения. Как показали, например, опыты Говарда , Журкова и Нарзуллаева (см. гл. I). [c.188]

Эти же цепи при определенных условиях можно использовать для установления температуры аллотропического превращения. Если повысить температуру до значения, при котором а-модификация переходит в р-модификацию, то оба -)лектрода окажутся в одной и той же модификации и э.д.с. системы будет равна (или близка) нулю. Э.д.с. системы может отличаться от нуля потому, что свободная энергия двух электродов, изготовленных из металла одной и той же модификации, не обязательно должна быть одинаковой. Это наблюдается, например, в том случае, когда электроды различаются по размерам образующих их зерен или находятся под различным внутренним напряжением. Электрод, образованный более мелкими кристаллами или находящийся под избыточным механическим напряжением, играет роль отрицательного полюса элемента. Он растворяется, а на другом электроде происходит осаждение металла. Более того, разность потенциалов может возникать даже, если в качестве электродов использоЕ1аны разные грани монокристалла одного и того же металла, поскольку они обладают разным запасом свободной энергии. Электрод, образованный гранью с по-выщенным запасом поверхностной энергии, будет растворяться, а ионы металла — выделяться на грани с меньшей поверхностной энергией. Следует, однако, подчеркнуть, что во многих из этих случаев разность потенциалов, существующая между двумя различными образцами одного и того же металла, не должна отождествляться с обратимой э.д.с., поскольку она отвечает не равновесному, а стационарному состоянию элект[)0Д0в. Разности потенциалов, возникающие в рассмотренных случая , обычно малы, тем не менее в некоторых электрохимических процессах, в частности в процессах коррозии, их необходимо принимать во внимание. [c.195]

Поэтому в различных участках сферолитов будут создаваться сильно отличающиеся поля механических напряжений. В одних местах они будут приводить к разрушению элементов НМС — ламелей и кристаллитов — и созданию на их месте микрофибрилл (фибриллизованные участки шейки), в других — к разрыву связующих молекул по границам структурных образований, а затем к их скольжению и повороту в направлении действующей силы. Таким образом, в шейке будут одновременно протекать и необратимые рекристаллизационные процессы, и обратимые, причем объем образовавшейся микрофибриллярной структуры может быть и невелик. Важно только то, что никаких [c.206]

В последнем случае работа Лмин минимальна, потому что система находилась в таких условиях, когда не имелось возможности для реализации энергии, эквивалентной Л, в виде работы. Лмин в данном случае равна механической работе расширения. Если процесс протекает обратимо, то эта работа расширения будет иметь наибольшее возможное зачение. Таким образом, наши рассуждения об изменении величины работы в зависимости от условий протекания процесса не связаны с необратимостью, когда при быстрых изменениях, например при быстром расширении системы, совершаемая работа меньше, чем могла бы быть при расширени бесконечно медленном (обратимое изменение объема), [c.241]

Выщесказанное может быть обобщено с тем, чтобы охватить те случаи, в которые входит пространство импульсов (см. 4.6). Так, любое увеличение фазового пространства, доступного молекуле данной системы, отражается на увеличении энтропии. Если температура идеального газа увеличивается без изменения занятого газом объема, энтропия возрастает, так как для молекулы становится доступной ббльшая область пространства импульсов. И в этом случае можно при помощи статистической механики показать, что энтропия измеряется частным от деления количества поглощенного тепла, приходящегося на одну молекулу, на температуру. Молекулярная энтропия, будучи мерой фазового пространства, доступного частицам системы, зависит только от состояния системы, и отношение ее к теплоте, поглощенной в любом механически обратимом процессе, является сущностью второго закона термодиналшки. [c.449]

Так как изменение энтропии в механически обратимом процессе равно поглощенной теплоте, деленной на температуру, то для. июбых веществ А, В или АВ (или любого другого вещества, которое участвует в равновесии) при переменной температуре и при постоянном объеме справедливо следующее уравнение [c.454]

Так как в природе нет внолие обратимых в термодинамическом смысле процессов вследствие того, что при протекании любого механического, физического, химического ил1[ какого-либо другого процесса всегда имеются источники необратимости в виде трения, превращения различных видов энергии в теплоту и т. д., то термодинамически обратимые процессы следует рассматривать как своеобразную абстракцию, как некоторый идеальный процесс. Многие реальные процессы, тем не менее, можно осуществить таким образом, что их отклоиеппе от обратимости будет сколь угодно малым. [c.90]

Если система N3—Н2—ННз действительно находится в состоянии равновесия, для изменения относительных скоростей прямой и обратной реакций достаточно бесконечно малых изменений давления, температуры или кош1ентрации любого компонента системы. Подобно тому как самый легчайший груз способен изменить по.пожение весов при механическом равновесии, так и самое малое изменение условий влияет на систему, находящуюся в состоянии химического равновесия. Вот почему к подобным реакциям применимо определение обратимые. Щелчком пальца нельзя остановить скатывающийся с горы валун, и бесконечно малое изменение давления, температуры, концентрации или любого другого изменяемого параметра состояния системы не позволяет остановить взрыв смеси Н2 и С1з или менее наглядной реакции между N3 и Н2 прежде, чем будет достигнуто равновесие. Такие химические системы не находятся в состоянии равновесия, и процесс их протекания является необратимым. [c.52]

Детальные исследования показали необходимость дифференци-ровать различные типы явлений, объединяемых общим понятием отравление . Прежде всего, целесообразно различать понятия отравления и блокировки. При отравлении наблюдается специфическое действие яда в отношении данного катализатора и данной реакции. Блокировка же представляет собой фактически механический процесс экранирования поверхности катализатора в результате отложения на ней примесей. Поэтому блокировка не специфична ни в отношении реакции, ни в отношении катализатора. Однако, естественно, блокировка резче сказывается на пористых катализаторах вследствие забивки устьев пор. Наиболее часто встречающимся видом блокировки катализаторов является отложение на их поверхности высокомолекулярных углеродистых соединений при проведении различного рода органических реакций, в частности крекинга. Такой процесс обычно называют зауглероживанием или закоксовы-ванием катализатора. При блокировке в первом приближении не меняются ни энергия активации катализатора, ни его избирательность (исключая процессы в диффузионной области), поскольку действие блокирующего вещества сводится к механическому выключению отдельных участков поверхности. Блокировка, как правило, является обратимым процессом, если при удалении блокирующего вещества не происходит разрушения или дезактивации катализатора. Так, углеродистые отложения удаляются простым выжиганием (при условии должной термоустойчивости катализатора). [c.52]

С точки зрения технической применимости ценность любой энергии определяется не только количеством, но и тем, в какой степени она может быть в данных условиях использована, т. е. превращена в другие виды энергии. Мера ресурсов преврати-мой энергии системы была названа эксергией системы. Эксергия системы в данном состоянии измеряется количеством механической или другой полностью превратимой энергии, которое может быть получено от данной системы в результате ее обратимого перехода из данного состояния в состояние равновесия с окружающей средой. Эксергия ХТС остается неизменной только при обратимом проведении всех процессов, протекающих как внутри нее, так и при взаимодействии с окружаю щей средой, имеющей постоянные параметры. Это свойство эксергии позволяет использовать ее как. меру обратимости того или иного процесса. Разность общей величины эксергии, вводимой в систему вх и выводимой из нее вых, определяет суммарную величину потерь от необратимости в системе [c.188]

При недостаточно критическом применении второго закона термодинамики из него можно сделать принципиально неправильный вывод. Согласно второму закону, в изолированной системе во всех обратимых- процессах энтропия не претерпевает изменений, а в необратимых только возрастает. Поэтому, если течение необратимых процессов не исключено, то энтропия такой системы может только возрастать, и это возрастание должно сопровождаться постепенным выравниванием температуры различных частей системы. Если рассматривать вселенную в целом как систему изолированную (не вступающую ни в какое-взаимодействие с другой средой), то можно заключить, что возрастание энтропии должно привести в конце концов к полному выравниванию температуры во всех частях вселеггной, что означало бы, с этой точки зрения, невозможность протекания каких-нибудь процессов и, следовательно, тепловую смерть вселенной . Такой вывод, впервые четко сформулированный в середине XIX в. Клаузиусом, является идеалистическим, так как признание конца существования (т. е. смерти ) вселенной требует признаиид и ее возникновения. Статистическая природа второго начала термодинамики не позволяет считать его универсально применимым к системам любых размеров. Нельзя утверждать также, что второй закон применим к вселенной в целом, так как в ней возможно протекание энергетических процессов (как, например, различные ядерные превращения), на которые термодинамический метод исследования но может механически переноситься. В определенных видах космических процессов происходит возрастание разности температур, а не выравнивание их. [c.220]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология