Равновесие гравитационное поле

Равновесие вещества в газовой фазе и в адсорбционном слое на поверхности адсорбента подобно равновесию газа в поле тяжести, только роль гравитационного поля играет поле адсорбционных сил, очень быстро убывающих с расстоянием от поверхности адсорбента. При адсорбции газов образуется мономолекуляр-ный адсорбционный слой толщина слоя определяется размерами молекул адсорбата и их ориентацией у поверхности. [c.439]

Участие частиц дисперсной фазы в броуновском движении может отражаться на седиментации. При оседании частиц в гравитационном поле увеличивается их концентрация в нижних слоях, в результате чего возникает диффузионный поток, направленный противоположно потоку седиментации. Через определенное время может наступить диф-фузионно-седиментационное равновесие. Распределение частнц при равновесии в монодисперсной системе описывается гипсометрическим законом, который для частиц сферической формы радиусом г имеет вид [c.79]

В процессе адсорбции газа твердым телом устанавливается равновесие. Такое равновесие подобно равновесному состоянию газа в поле тяжести. Разница только в том, что в случае адсорбции роль гравитационного поля играет поле адсорбционных сил, весьма быстро убывающих с расстоянием от поверхности адсорбента. [c.97]

Второй метод определения размеров частиц—по седи-ментационно-диффузионному равновесию—непригоден для грубодисперсных систем (там практически отсутствует поступательное броуновское движение). Для коллоидных систем (размеры частиц 10"- — 10 м) этот метод в гравитационном поле практически не используется, так как здесь существенно преобладает тепловое движение частиц над седиментацией. [c.91]

В результате устанавливается динамическое равновесие, в котором скорость диффузии ионов из поверхностного слоя в объем раствора, равна скорости обратного процесса, обусловленного полем электростатических сил. Это равновесие анало гично распределению молекул газа в гравитационном поле и подчиняется закону Больцмана. Действие электрического поля приводит к увеличению концентрации ионов противоположного знака (с+) и к уменьшению концентрации одноименно заряженных ионов в растворе (с ), вблизи поверхности (рис. 72,в). [c.176]

В 10 были рассмотрены системы, состоящие из двух частично или практически полностью не смешивающихся жидкостей. Такие системы распадаются на две фазы насыщенный раствор первого компонента во втором и насыщенный раствор второго в первом. Так как плотности этих двух растворов различны, то в гравитационном поле они образуют два слоя. Введем в эту систему некоторое количество третьего компонента, который распределится между двумя фазами. Обозначим эти фазы символами а и р. Как будут связаны друг с другом при равновесии концентрации третьего компонента в двух фазах [c.155]

Однако рассматриваемое равновесие может быть сдвинуто в сторону преобладания седиментации при замене гравитационного поля центробежным со значительно большим ускорением, создаваемым действием центрифуги или ультрацентрифуги. Этот метод, впервые использованный Думанским и получивший развитие в работах Сведберга и его школы, позволяет в настоящее время создавать ускорения до 10 —и благодаря этому производить не только седиментацию коллоидных частиц, но даже и седиментационное разделение молекул разной массы. Применение ультрацентрифуг дает возможность проводить наряду с дисперсионным анализом коллоидных систем и растворов высокомолекулярных соединений также препаративное разделение их на фракции. [c.156]

В соответствии с потенциальной теорией адсорбции М. Поляни и работами С. Брунауэра, П. Эммета, О. Теллера и др. адсорбционные слои имеют полимолекулярный характер. Толщина их определяется равновесием между силами ориентации, затухающими по мере удаления от поверхности, и энергией теплового движения, господствующей в свободном объеме. Связывание воды при удалении от поверхности изменяется по экспоненциальному закону. Расстояние до того эквипотенциального уровня, на котором устанавливается это равновесие, является толщиной переходного (адсорбционного) слоя. Согласно М. Поляни, в этой области действуют закономерности гравитационного поля. Потенциал его в любой точке не зависит от температуры и присутствия посторонних молекул. Толщина адсорбционного слоя достаточна, чтобы приложить к нему уравнение состояния и термодинамические методы расчета. [c.31]

Под действием гравитационного поля растворенные молекулы либо оседают, либо всплывают в зависимости от их плотности и плотности растворителя, но поступательная кинетическая энергия молекул препятствует этому. Чтобы вызвать оседание при измеримых скоростях даже таких маленьких молекул, как молекулы сахарозы, были построены достаточно мощные ультрацентрифуги. Сведберг [б] положил начало разработке ультрацентрифуг, приспособленных для количественных измерений седиментации в условиях, исключающих конвекцию и вибрацию. Различают два типа опытов, проводимых в ультрацентрифугах 1) измерение скорости седиментации компонента раствора (скорость седиментации) и 2) определение перераспределения молекул при равновесии (седиментационное равновесие). [c.613]

При определении молекулярной массы по методу седиментационного равновесия знание коэффициента диффузии не является необходимым. В этом случае используют более низкое число оборотов. По сравнению с предыдущим методом, для которого необходимо гравитационное поле до 400 ООО g, здесь достаточно центробежной силы, в 10 — 15 тыс. раз превосходящей земное притяжение. Через несколько часов или через несколько суток процесс седиментации и обратной диффузии достигает состояния равновесия, при котором перемещение частиц отсутствует. Измерив градиент концентрации белка от мениска до дна ячейки, можно вычислить его молекулярную массу. Медленное установление равновесия — недостаток метода. Этого можно избежать при проведении определения по Арчибальду. В этом низкоскоростном методе для расчетов можно использовать градиент концентрации, образующийся в измерительной ячейке у мениска жидкости (до отделения белковой зоны). Метод нулевой концентрации в мениске, предложенный в 1964 г., делает возможным достижение седиментационного равновесия при высокой скорости ротора (высокоскоростной метод), в этом случае белковая зона уже отделена от мениска. Это дает возможность сократить время эксперимента до 2 — 4 ч. [c.361]

Седиментация — оседание (или всплывание) частиц в дисперсионной среде под действием гравитационного поля. Фактором, противодействующим седиментации, является диффузия, стремящаяся выровнять концентрации по всему объему. Действие гравитационных сил оказывается преобладающим лишь для более крупных частиц. Для мелких частиц скорость диффузии достаточна, чтобы предотвратить их оседание. Совокупное действие седиментации и диффузии приводит к установлению с течением времени седиментационного равновесия, характеризующегося постепенным уменьшением концентрации от нижних к верхним слоям раствора. [c.22]

Седиментационное равновесие. В умеренных гравитационных полях устанавливается равновесие между миграцией и противодействующими силами (такими, как броуновское движение). При равновесии молекулярный вес М растворенных веществ на расстояниях и х от оси вращения связан с их концентрациями и g следующим соотношением [c.49]

Изолированная система достигает равновесия в тот момент, когда уже отсутствует любая тенденция к самопроизвольным изменениям. Так как подобным изменениям сопутствует обмен энергией или массой между различными частями системы, состояние равновесия характеризуется неизменностью потенциала. Потенциалом переноса механической энергии является сила или давление, потенциалом теплопереноса — температура, потенциалом переноса массы при постоянных давлении и температуре — химический потенциал индивидуального компонента. Следовательно, во всех частях равновесной изолированной системы давление, температура и химический потенциал каждого компонента будут одинаковы. При наличии градиента любого из этих потенциалов имеет место тенденция к самопроизвольным изменениям состояния системы, что исключает установление равновесия. Влияние радиуса кривизны поверхности раздела между фазами, гравитации или других внешних полей здесь не рассматривается. Если давление во всей системе не одинаково (например, по высоте столба жидкости в гравитационном поле) для характеристики равновесного состояния можно воспользоваться методами, [c.170]

В настояще главе рассматриваются вопросы поведения систем в гравитационных полях и влияния площади поверхности раздела фаз на термодинамическое равновесие гетерогенных систем. Кроме того, сюда включено краткое обсуждение пересыщенных растворов. [c.219]

В столбе жидкости, находящемся в равновесии в гравитационном поле, изменение давления с высотой столба связано с удельным обт-емом жидкости следующим образом [c.221]

Установлено, что имеет место специфическое поведение раствора в окрестности критической точки во-первых, в результате большой сжимаемости раствора и действия гравитационного поля в стационарном состоянии плотность изменяется с высотой во-вторых, в результате малой скорости установления равновесия вблизи критической точки наблюдаются гистерезисы физических свойств (в частности плотности) при монотонном изменении температуры. [c.170]

Ограничимся упрощенной постановкой задачи с учетом гравитационного поля и изотермических условий, исключив из рассмотрения полидисперсность пены, а также возможность разрушения пузырьков и диффузию газа. В этом случае верхнюю границу раздела фаз можно считать непроницаемой и неподвижной, а объем пузырьков газа постоянным. Отметим, что характерное время процесса истечения под действием гравитации значительно больше времени релаксации, т. е. времени установления локального равновесия между отдельными элементами пены. Силами инерции по сравнению с массовыми можно пренебречь. В таком приближении нестационарный процесс сводится к непрерывной смене одних равновесных состояний другими. Ограничимся рассмотрением одномерной задачи, используя обозначения 10.2.1. [c.98]

Обычно соосаждение проводят в системе, которая находится в электрическом, магнитном и гравитационном полях и имеет теплопроводящие стенки. В начальный момент соосаждения имеется пересыщенный раствор (пар), который содержит примесь и находится в тепловом равновесии с внешней средой. [c.47]

В классической термодинамике мы привыкли к заключению, что система, находясь в термическом равновесии, имеет, по необходимости, одинаковую температуру повсюду. Как вывод релятивистской термодинамики было найдено, что это заключение должно быть изменено при наличии гравитационного поля. Рассмотрим сферическое распределение вещества, поддерживаемого в равновесии его собственными гравитационными силами. При термическом равновесии собственная температура Го, измеряемая местным наблюдателем, понижается при перемещении по радиусу г от центра сферы к ее поверхности, вместо того чтобы оставаться постоянной. [c.29]

Название мирок должно указывать на то, что второе начало классической термодинамики справедливо для материальных объектов с ограниченны.ми размерами. Это начало, да и закон термического равновесия, нельзя распространять на всю бесконечную Вселенную нельзя распространять даже на значительные области Вселенной, термодинамическое поведение которых в сильной степени определяется гравитационным полем (глава XV). [c.242]

Предположение об адиабатической и недеформируемой оболочке нисколько не уменьшает общности последующих рассуждений. Действительно, система, находясь в равновесии, останется в равновесии, если, всю систему (или часть ее) заключить в адиабатическую и недеформируемую оболочку. Но пренебрежение влиянием гравитационного поля и капиллярных сил сужает общность рассуждений. Поэтому выведенные нил е условия равновесия справедливы только при этом пренебрежении. [c.310]

Уравнения равновесия (ХП,53) — (ХП,57) выведены при условии отсутствия гравитационного поля и при пренебрежении влиянием поверхностей раздела между частями системы на ее термодинамические свойства. Уточняем без выводов. [c.311]

Уравнение термического равновесия (XII, 53) остается в силе и тогда, когда система подвержена действию гравитационного поля , и при учете влияния поверхности раздела между частями системы. [c.312]

Уравнение механического равновесия (XII, 54) не соблюдается (в ряде случаев заметным образом) в присутствии гравитационного поля и при учете влияния поверхностей раздела, если они искривлены [7]. [c.312]

Уравнения химического равновесия (XII, 55) — (XII, 57) не соблюдаются (в ряде случаев заметным образом) в присутствии гравитационного поля. Уравнения остаются в силе и при учете влияния поверхностей раздела [7]. [c.312]

В отсутствие гравитационного поля или при возможности пренебречь его действием равновесное распределение компонента по частям системы характеризуется постоянством значения химического потенциала компонента во всех частях системы [уравнения (XII, 55) — (XII, 57)]. При отсутствии химического равновесия в системе компонент самопроизвольно переходит из той части системы, [c.336]

При наличии гравитационного поля состояние термического равновесия, не характеризуется постоянной во всех точках системы температурой (глава П). [c.419]

Особенно интересно явление движения капли прямой эмульсии после выключения электрического поля или при перемене его полярности, которое до сих пор не было описано в литературе. Общеизвестно, что движение заряженных частиц дисперсной фазы в дисперсионной среде возникает только при деформации двойного ионного слоя. Время восстановления равновесия после устранения источника возмущающих полей (электрического или гравитационного поля, поля сил давления) обычно измеряется долями секунд, поэтому стадии восстановления ионной сферы и ее влияние на движение частиц сравнительно мало. Если время релакса1№и г составляет минуты, а для некоторых систем часы, например для дисперсий в слабополярных и вязких средах, то избыток противоионов с одной стороны частицы и недостаток - с другой будут сохранять действие диффузионных сил на частицу в течение некоторого времени. Поэтому в дисперсных системах с больщими частицами и высокой вязкостью дисперсионной среды движение частиц может продолжаться знатательное время. Например, в касторовом масле с коэффициентом диффузии ионов О = 10 см /с капли ПМС-5 диаметром 2а = 1 мм после снятия поля напряженностью 2 кВ/см двигались в течение 3—5 мин. Время релаксации подобной капли составляет несколько десятков часов и знащпельно превыщает время ее движения. [c.23]

В то же время (что весьма существенно), если исходить из системы с равномерно распределенной дисперсной фазой, то вначале всегда преобладает процесс седиментации, так как при этом градиент d ldx = 0. С течением времени процесс седиментации приводит к нарушению равномерного распределения d ldx, а следовательно, и t ) приобретают конечные, нарастающие со временем значения. Эти изменения происходят до тех пор, пока, наконец, i не сравняется по величине с s. Тогда процесс переноса вещества прекращается и наступает равновесие. Таким образом, условием равновесия является /s + о = 0. Исходя из него, можно вычислить равновесное распределение концентрации, которое устанавливается в данной системе под действием гравитационного поля Земли или центробежного поля. В первом случае, заменяя dx на dh (так как концентрация изменяется в зависимости от высоты), имеем [c.61]

Антинаучность теории теловой смерти вселенной следует и из релятивистской термодинамики (термодинамики, связанной с общей теорией относительности) для достаточно больших систем (не обязательно бесконечно больших ), находящихся в нестационарном гравитационном поле, возрастание энтропии не приводит к наступлению равновесия, поскольку энтропия растет, но не стремится к какому-либо максимуму (см., например, [А24]). [c.100]

Рассмотрим броуновское движение коллоидных частиц в гравитационном поле. Как и в случае диффузии, происходящей в поле химического потенциала, перемещения чаетицы при броуновском движении обладают большей вероятностью в направлении вдоль поля. Иначе говоря, на фоне беспорядочного движения частицы будут постепенно оседать под действием силы тяжести (если плотность частиц й больше плотности среды йо) или всплывать (если < о). Однако этот процесс, приводящий к возникновению градиента концентрации, компенсируется встречной диффузией. В результате установится равновесие между порядком (направленное действие поля) и беспорядком (броуновское движение), характеризуемое неоднородным распределением частиц по высоте столба (вдоль поля). [c.34]

В термодинамической трактовке условие равновесия (выражаемое при Т = onst, Р = onst в отсутствие внешних сил равенством химических потенциалов во всех точках системы) в гравитационном поле должно быть записано следующим образом [c.36]

На основе общего условия механического равновесия для капиллярных объектов исследована конфигурация свободной жидкой пленки, свободной жидкой нити и канала Плато в гравитационном поле. Описана архимедова конвекция в пленках. Рассчитано линейное натяжение ундулоида и канала Плато при нулевом и конечном краевом угле между мениском и пленкой. Оценены вызванные гравитационным полем отклонения от правил Плато для углов между тремя пленками, встречающимися на горизонтальном канале Плато. [c.106]

Теоретич основами построения и интерпретации Д с равновесных систем являются 1) условие фазового равновесия, согласно к-рому хим потенциалы ц, каждого i-ro компонента во всех фазах при равновесии равны, 2) условие химического равновесия, согласно к-рому сумма хим потен-[щалов вступающих в р-цию в-в при равновесии равна аналогичной сумме для продуктов р-ции, 3) фаз правило Гиббса, согласно к-рому число компонентов К, число фаз Ф и вариантность системы и (т е число независимых параметров состояния, к-рые можно в определенных пределах изменять без изменения числа и природы фаз) связаны соотношением V = К - Ф + 2 Цифра 2 означает, что учитываются только два интенсивных параметра состояния-т-ра и давление Если учитываются и др параметры, напр напряженности электромагнитного или гравитационного полей, вариантность системы соотв увеличивается Различают нонвариантные (и = 0), моновариантные (и = 1), дива-риантные (и = 2) и т д состояния (равновесия), 4) правило о соприкасающихся пространствах состояния, соглас1ю к poviy если два разных пространства состояния (поля в случае плоской диаграммы) соприкасаются по линии, то они разли- [c.32]

Рассчитайте все численные коэффициенты в уравнении (У1-46) для двух пластинчатых частиц при 11зо = 25,7 мВ в 10- М растворе 1 I электролита при 25 °С. По мнению Цохера, равновесное расстояние между шиллеровскими слоями определяется равновесием между энергией взаимного отталкивания двойных слоев и потенциальной энергией частиц в гравитационном поле земли. Принимая плотность 0з равной [c.265]

Термодинамических доказательств того, что уравнение Юнга представляет собой условие термодинамического равновесия на границе трех фаз, В1ключая несжимаемое твердое тело, не так уж мало (см., например, работу Джонсона [95]). Второй вопрос (попутно решаемый в таких доказательствах)—это вопрос о возможности минимизации полной свободной энергии системы ири краевых углах, отличающихся от краевого угла изолированной трехфазной границы. Этот вопрос чрезвычайно важен при анализе поведения системы с краевым углом в гравитационном поле, когда минимизация полной свободной поверхностной энергии осложняется необходимостью аналитического решения задачи о форме поверхности деформируемой капли. Простейший пример такой системы — бесконечная капля — опять же приводит к уравнению Юнга [92]. Лежа и Полинг [32] опубликовали тревожные ре- [c.286]

При воздействии на раствор полимера большой центробежной силы, что достигается в ульграцентрифуге, где создаются гравитационные поля до 250 ООО g, возникает тенденция к осаждению полимерных молекул (предполагается, что плотность молекул полимера выше плотности растворителя). Скорость осаждения (седиментации) пропорциональна молекулярной массе, и поэтому более тяжелые молекулы осаждаются быстрее. При равновесии устанавливается градиент молекулы более вькокой молекулярной массы располагаются ниже, а лее низкой — выше. [c.529]

Пусть, например, столб жидкости или воздуха быстро приходпт в равновесие в гравитационном поле. При равновесии не существует результирующих потоков энергии или вещества, и при бесконечно малом возмущении спстема возвращается в исходное состояние. И все же давление в такой системе не является постоянным. Оно зависит от высоты (см. стр. 241—243). Равновесия в переменных (т. е. неоднородных) полях называются ограниченными равновесиями. Однако в данной книге нам редко прядется иметь дело с ограниченными равновесиями. [c.217]