Работа зародыша

Зависимость между молекулярным весом парафина и размерами образующихся кристаллов обусловливается в основном следующим. С повышением молекулярного веса уменьшается подвижность молекул парафина. Это затрудняет их диффузию к ранее возникшим центрам кристаллизации и вызывает новообразование дополнительных кристаллических зародышей. Поэтому при кристаллизации высокомолекулярного высококипящего парафина выделяющаяся из раствора твердая фаза распределяется среди большого числа возникающих центров кристаллизации, вследствие чего размер образовавшихся кристалликов оказывается мелким. Детальный разбор и аналитическое обоснование описанного выше механизма влияния молекулярного веса парафина на размер образуемых им кристалликов был дан одним из авторов в работе [33]. [c.65]

Динамические воздействия на пересыщенный раствор, такие как перемешивание, встряхивание, трение о стенки, звуковые и ультразвуковые колебания,влияют на образование зародышей. Исторические обзоры исследований по кристаллизации содержатся в работах В. Оствальда и М. Фольмера [1]. [c.146]

Мощность работы внутренних сил фазы зародышей представляется в виде [c.24]

Учитывая, что работа образования зародыша из гомогенной фазы [c.27]

Опишем процесс массовой кристаллизации из растворов и газовой фазы с учетом контактного вторичного зародышеобразования. Контактное зародышеобразование [30, 33, 38—41] осуществляется посредством маточных кристаллов, если они сталкиваются с другой поверхностью, которой может быть поверхность других кристаллов или стенок кристаллизатора и мешалки. Контактное зародышеобразование вызывает у исследователей значительный интерес, так как вклад его в образование кристаллов наибольший среди всех других видов зародышеобразования [35, 33, 39]. В опубликованных исследованиях для этого типа зародышеобразования контакт достигался или скольжением кристалла вдоль наклонной стеклянной поверхности, погруженной в пересыщенный раствор того же самого вещества [30], или столкновением с мешалкой, или же контрольным ударным контактом между кристаллической затравкой и прутком, сделанными из различных материалов [33, 40]. Существует непосредственная корреляция между числом образовавшихся зародышей и энергией удара при постоянной площади соприкосновения. Авторы работ [33, 42] отмечают сильную зависимость скорости контактного зародышеобразования от пересыщения и предлагают объяснение этого механизма новые центры образуются в жидкой фазе около кристалла или происходят из затравочного кристалла в результате истирания при соударении, при котором от поверхности кристалла откалываются маленькие кусочки, но выживают и получают право на дальнейший рост только те, размер которых больше критического для данного пересыщения. Изучению влияния на контактное зародышеобразование размеров затравочных кристаллов и интенсивности перемешивания посвящены работы [40, 43]. [c.47]

Здесь третий член в правой части означает приток тепла в фазу зародышей за счет отрыва зародышей (без передачи им кинетической энергии), четвертый—работу по образованию вторичного зародыша, пятый—переход части кинетической энергии отрывающихся зародышей во внутреннюю энергию фазы зародышей, причем из всей полидисперсной фазы (кроме фазы зародышей) уходит кинетическая энергия, равная [c.51]

Процесс образования кристаллических зародышей в принципе близок к процессам образования капель жидкости в переохлажденном паре. Теория спонтанного зародышеобразования в пересыщенном паре была создана в работах [71—80]. Изменение термодинамического потенциала системы в этих теориях при образовании сферического агрегата радиуса а равно [c.277]

Работа образования зародыша достигает максимума [81] [c.280]

Сравнение (3.145) и (3.133) показывает, что кривизны свободного зародыша и зародыша на подложке одинаковы при данном переохлаждении. Работа образования зародыша на подложке (3.144) меньше работы гомогенного зарождения в объеме среды (3.134), а если осаждающееся вещество полностью смачивает подложку, т. е. [c.280]

Выражение в квадратных скобках равно увеличению энтропии всего объема Ух при образовании критического зародыша. Так как система изолирована, то прирост энтропии равен изменению при образовании критического зародыша термодинамического потенциала системы, деленного на Т. Изменением интенсивной величины— температуры можно пренебречь ввиду большой величины объема У . Так как мы включали в (3.161) в свободную энергию объема V член кТ 1п М,, взятый из выражения для термодинамического потенциала раствора, мы должны его учитывать и теперь. Это приведет к тому, что изменение термодинамического потенциала будет на соответствующую величину превышать гиббсову работу образования критического зародыша. В формуле (3.161) фигурирует число молекул в объеме У, а не во всем объеме V.,, так как мы подсчитывали вероятность появления зародыша именно в объеме У, а если мы имеем информацию, что зародыш появился именно там, то это и уменьшает энтропийный член 1п Ы до величины 1пЛ//. Это пример эквивалентности информации отрицательной энтропии. В итоге, подставляя газокинетическое выражение для О, получим вместо формулы (3.166) выражение [c.287]

Авторы работы [101] предположили, что при некотором пересыщении раствора все зародыши образуются мгновенно (/ =0) и в дальнейшем процесс сводится лишь к росту кристаллов. [c.299]

По известным M t) и m t) находилась функция I t ) путем решения интегрального уравнения (3.200). К недостатку этого метода следует отнести то, что масса кристалла определяется только его возрастом T=i—f и не зависит от момента образования зародыша данного кристалла Г. В работах [102—106] для избежания данного недостатка вводится интеграл свертки, имеющий вид [c.299]

Подобным же образом влияют эти эффекты и на образование пересыщенных растворов и переохлажденных жидкостей. Внесение затравки новой фазы или введение других частиц, которые могут служить центрами ее образования, всегда вызывает самопроизвольно протекающий переход в устойчивую форму (например, засахаривание сиропов и варенья). Самопроизвольное образование центров кристаллизации (и вообще центров выделения новой фазы) определяется вероятностью образования соответствующих сочетаний молекул или ионов и связано с явлениями флюктуации. (Кинетику этих процессов мы рассмотрим в 202). Работы 3. Я- Берестневой и В. А. Каргина показали, что и при образовании кристаллической фазы из раствора зародыши ее часто возникают первоначально в виде аморфных частиц, которые с большей или меньшей скоростью переходят в кристаллическое состояние. [c.361]

Эксперименты показывают, что кипение жидкости начинается при значениях разности температур 9 около 1 —10 К, а вероятность возникновения зародыша радиуса R p в этих условиях, вычисленная по формулам (7.3) и (7.4), исчезающе мала. Анализ, выполненный в работах [96, 113, 138], позволяет сделать вывод, что теоретические результаты, полученные для объемного кипения чистых жидкостей, не учитывают снижения минимального значения энергии, затрачиваемой на образование паровых зародышей, из-за наличия в реальных жидкостях твердых и газовых включений, поверхности теплообмена и т. п. [c.214]

В работе [96] получено выражение для АФ при образовании паровых зародышей на поверхности теплообмена, покрытой микровпадинами, имеющими коническую форму с углом раскрытия ф [c.215]

Получим выражение для работы А образования зародыша. [c.377]

Под действием высокой температуры углеводородное сырье образует дисперсные частпцы определенной структуры. В соответствии с представлениями, основанными на работах Теснера [122], формирование сажевых частиц состоит из этапа возникновения зародышей и их роста. Предполагают, что первичные зародыши сажевых частиц формируются в результате сложных процессов возникновения из молекул свободных радикалов и взаимодействия их по цепной разветвленной реакции. [c.168]

По Е. Д. Щукину, работа формирования. зародышей критических размеров по гетерогенному и гомогенному механизмам связана соотношением [117] [c.68]

Из условия равенства нулю производной по радиусу dG r) dr = = 0 можно найти положение максимума на кривой G r), отвечающего работе образования критического зародыша (Скр). Размер критического зародыша равен [c.85]

Как следует нз уравнения (9) работа образования критического зародыша обратно пропорциональна A , что требует заметного пересыщения в исходной гомогенной системе для возникновения новой фазы. Однако в конкретных условиях обр -зование новой фазы наблюдается при относительно невысоких пересыщениях, что связано с наличием подходящих поверхностей посторонних включений, стенок реакционных сосудов, обеспечивающих протекание процесса по гетерогенному механизму. [c.86]

В работе [129] было изучено изменение термодинамического потенциала Гиббса как функции радиуса зародыша и толщины слоя. Следуя логике данной работы, потенциал Гиббса единичного зародыша новой фазы радиусом г, окруженного сольватным слоем толщиной Л в дисперсионной среде, можно представить уравнением [c.86]

Согласно флуктуационной теории фазообразования зародыш тогда дает начало росту новой фазы, когда его размеры становятся больше критических при данной степени пересыщения среды. Вероятность гомогенного образования критических зародышей в результате удачной флуктуации близка к нулю. В реальных случаях зародышеобразование протекает по гетерогенному механизму. Наличие подходящих поверхностей (стенки реакторов, твердые включения в составе нефтяных систем и т. п.) облегчает работу зародышеобразования, и оно становится возможным при меньших степенях пересыщения. [c.36]

Результаты многих исследовательских работ подтвердили справедливость предположений Лангмюра. На них основывается вывод некоторых кинетических зависимостей, описывающих ход процесса термической диссоциации твердых тел, при допущении, что зародыши твердой фазы продукта образуются в небольшом количестве. Согласно Завадскому и Бретшнайдеру, такое допущение верно, когда реакция проходит при небольшой удаленности от состояния равновесия. Если же отдаление от состояния равновесия значительное, т. е. при большом перенасыщении в системе (которое определяется как отношение текущего значения парциального давления компонента А к давлению при равновесии, Рл/) лрав ). то одновременно с реакцией на границе фаз происходит образование зародышей новой твердой фазы. Вследствие этого величина поверхности соприкосновения фаз возрастает, что приводит к ускоре- [c.260]

По данным [15], переход растворенных солей в кристаллическое состояние и их отложение в призабойной зоне скважины происходят при степени пересыщения С/Снас = 1,01. В работе [10] отмечается, что при таких малых степенях пересыщения в пористых пластах многих месторождений формирование зародышей твердой фазы, например гипса, исключается, так как средний размер пор в 2—4 раза меньше критического радиуса кристаллов Са304-2И20. Но на практике возможно выпадение твердой фазы, так как пористая среда может способствовать образованию зародышей с радиусом меньшим, чем г р. [c.231]

При малой кратности растворителя к сырью, когда вязкость раствора велика, даже при малой концентрации твердых углеводородов и медленном охлаждении образующиеся кристаллы невелики, так как передвижению молекул к центрам кристаллизации препятствует выделяющийся из раствора парафин. В результате сужается область, из которой молекулы твердых углеводородов поступают к первично образовавшимся зародышам, что вызывает возникновение новых центров кристаллизации, увеличение числа кристаллов и, в конечном счете, образование мелкодисперсных труднофильтруемых осадков. Слишком большое разбавление сырья растворителем снижает концентрацию твердых углеводородов в растворе. При этом средняя длина диффузионного пути молекул настолько увеличивается, что даже при медленном охлаждении в начальный момент образуется слишком много центров кристаллизации, в результате чего конечные размеры кристаллов уменьшаются. Следовательно, и в этом случае эффективность процессов снижается. В работе [АТ] исследовалось влияние кратности растворителя на растворимость в нем нафтеновых и ароматических углеводородов (рис. 50). Повышение кратности растворителя приводит к увеличению растворимости в нем углеводородов, причем растворимость ароматических углеводородов, обладающих большими молекулярной поляризацией и дисперси- [c.146]

Для оценок энергетических характеристик зародышеобразования в МИХМе (Кардашев Г. Д., Першина М. А., Салосин А. В., Манукян С. Г.) были поставлены специальные опыты. Раствор аммиачной селитры объемом 4 л переохлаждали на 3°С. В качестве воздействия использовали стальной шарик, ударяющий по наружной стенке сосуда. Энергия удара зависела от высоты подъема шарика. В другой серии опытов над поверхностью раствора резко (за несколько мс) создавали разрежение или сжатие. Совершаемую газом механическую работу измеряли. Возмущения давления, вносимые в раствор, регистрировались гидрофоном. Для наблюдения зародышеобразования был использован известный метод проявления Г. Таммана [1]. Подсчитывали число кристаллов, выпавших на дно сосуда. Экспериментальные точки (рис. 7.1) показывают наличие пороговой энергии и линейной зависимости числа зародышей от полной энергии воздействия. Следует иметь в виду, что лишь какая-то часть полной энергии воздействия идет на инициирование акта зародышеобразования. Поэтому приведенные значения энергии в пересчете на один зародыш на много порядков превьппают известные теоретические. [c.146]

Работу по образованию вторичного зародыша представим в виде [37] p2V3I 3=a A5, где (Т — работа образования единицы поверхности при истирании кристалла, AS — изменение поверхности при истирании работу по отрыву зародыша — в виде р2 гз = а А5 + <7, где <7 —тепло, выделяемое при отрыве зародыша (без придачи ему кинетической энергии). [c.45]

Очень часто процесс объемной десублимацни проводят в вертикальных трубчатых (пустотелых) аппаратах [120, 121] методом смешения горячей ПГС с охлаждающим газом или в результате химической реакции смешивающихся компонентов. В начальном участке трубчатого реактора-десублнматора происходит смешение и взаимодействие газообразных компонентов. На дальнейших участках десублиматора происходит образование зародышей, рост кристаллов, падение пересыщения в связи с явлениями кристаллообразования. Тогда математическая модель процесса объемной десуб-.лимации примет вид (следствие из уравнений (1.58), пренебрегаем явлениями агломерации и рассматриваем стационарный случай работы аппарата) [c.241]

Знак — означает, что при образовании зародыша из пара работа затрачивается. Из уравнения (VIII, 248) следует, что с уменьшением поверхностного натяжения и поверхности зародыша работа для его образования становится меньше. [c.377]

При этом работа образования кристаллического зародыша согласно (VIII, 251) может быть представлена уравнением [c.378]

Для развития теории кинетики возникновения новой фазы большую роль сыграли экспериментальные и теоретические работы Там-мана, Френкеля, Данилова и др. Рассмотрим некоторые полуколи-чественные соотношения для кинетики кристаллизации жидкости. Скорость V образования кристаллического зародыша из переохлажденной (ниже температуры плавления) жидкости пропорциональна вероятности образования зародыша [c.378]

Член А Ой нредставляет собой работу диспергирования, не сопровождающуюся изменением агрегатного состояния и химического состава вещества дисперсной фазы. Члены АО,- и АС, , в уравнении (5) отвечают работе образования дисперсной частицы соответственно при изменении агрегатного состояния и химического состава вещества дисперсной фазы. Эти члены описывают работу гомогенного образования зародышей новой фазы в исходной маточной среде. [c.84]

В отсутствие пересыщения pix = llv зависимость АС (г) имеет вид параболы. При углублении в метастабильную область J,x>- .lv на кривой С (г) появляется хмаксимум, координаты которого (6 кр и Гкр) уменьшаются но мере роста пересыщения. Работа образования критического зародыша представляет собой высоту энергетического барьера, который необходимо преодолеть для того, чтобы ироцесс роста зародышей новой фазы шел самопроизвольно (рис. 16). [c.86]

Таким образом, энергия Гиббса образования зародышей гомогенной коиденсации равна одной трети поверхностной энергии за-родыиза, остальные две трети от работы образования поверхности компенсируются химической составляющей энергии, обусловленной энергетической выгодностью фазового перехода. Подставляя в уравнение (11.193) значение радиуса из (11.189), получим [c.101]

Количественные соотношения для гетерогенной конденсации получают подобным же образом. При этом используют представления о смачивании инородной поверхности ядер конденсации (вследствие громоздкости вывода этих соотношений, он здесь не приводится). Получаемые соотношения позволяют утверждать, что и при гетерогенной кон,п,енсации энергия Гиббса образования зародыша равна одной трети от иоверхностной энергии. Процессы адгезии и смачивания (взаимодействия между новой фазой и инородной поверхностью) снижают энергию образования зародышей, и чем сильнее адгезия и смачивание, тем меньше необходимое пересыщение для конденсацин. Работа гетерогенного зародыше образования из пересыщенного пара во столько раз меньше гомо генного, во сколько объем зародыша — капли на поверхности ядра кондеисации меньи1е объема сферы такой же кривизны. [c.102]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология