Сжимаемость жидкостей, измерения методы

Книга представляет собой практическое пособие по технике исследований при высоких и сверхвысоких давлениях. В ней изложены вопросы подбора материалов и конструирования аппаратов, а также устройство деталей аппаратов высокого и сверхвысокого давления описаны методы создания и измерения высоких давлений и температур, методы перемешивания и циркуляции под давлением подробно описаны методы изучения фазовых равновесий, сжимаемости газов и жидкостей, поверхностного натяжения на границе между жидкостью и газом и двумя газовыми фазами, смачиваемости твердых тел в присутствии газовой фазы и др. Книга снабжена обширной библиографией по перечисленным разделам. [c.2]

Метод пьезометра переменного объема. Метод относится к хорошо разработанным и широко используемым в исследовательской практике. Пьезометр — сосуд, обычно с точно измеренным объемом, способный выдерживать полное давление в опыте. Наиболее совершенный вариант этого метода был разработан для исследования сжимаемости газов [1] однако он пригоден и для исследования плотности жидкости. Суть метода сводится к следующему. Определенная масса жидкости т изотермически сжимается в пьезометре до точно известного объема Ут. Плотность жидкости [c.436]

Некоторые из этих методов по своей физической природе не подходят для исследования волокон. Например, многие механические методы, в которых испытание сопровождается определением модуля потерь, не годятся для измерения Гст волокон, поскольку два из трех линейных размеров волокна очень малы. Можно было бы проводить испытания на филаментных нитях, но последние не типичны для большинства текстильных волокон, выпускаемых в настоящее время. Очевидно, что к волокнам неприменимы методы измерения проницаемости, сжимаемости, диффузии малых молекул и измерение энергии активации вязкого течения. Из методов, которые могут применяться для волокон, наиболее общим является измерение свободного объема (дилатометрия). Определение Ггт из измерений удельного объема двух полиэфирных волокон показано на рис. 31.2. Эти результаты получены при использовании воды в качестве вытесняющей жидкости. Перед испытанием волокна замачивали в воде на 24 ч. Для измерения этим методом Гст сухих волокон в качестве вытесняющей жидкости можно использовать низкомолекулярное минеральное масло. [c.482]

Более совершенный метод измерения сжатия сильфона цри-менен в приборе [42], изображенном на рис. 10.36. Здесь изме- нение длины сильфона измеряют трансформаторным датчиком. К донной части сильфона 2 прикреплен латунный стержень на который навинчен сердечник 6 из железа Армко. Латунный стержень 5 перемещается в направляющей гильзе 4. Указатель перемещения представляет собой трансформатор с одной первичной 8 и двумя вторичными 7 обмотками. Вторичные обмотки соединены между собой последовательно и навстречу. Величина суммарного напряжения в них зависит от перемещения сердечника, т. е. является функцией сжатия жидкости в сильфоне. Э. д. с. датчика измеряют компенсационным методом с помощью вторичного дифференциального трансформатора — прибора ДС1, который тщательно калибруют, строя график в координатах объем жидкости в сильфоне — показания шкалы прибора. Метод позволяет измерить сжимаемость жидкости с точностью до 0,08% при давлениях до 2000 бар. [c.371]

Экспериментальные методы определения координационных чисел сольватации обычно основаны на измерении сжимаемости жидкостей, чисел переноса, диэлектрических свойств, плотности, [c.93]

Сжимаемость Р,- находят путем непосредственного измерения объема жидкости при сжимании при постоянной температуре. Сжимаемость Р5 измеряется методом быстрого сжатия. Она может быть измерена также по распространению звука в жидкости. При этом [c.226]

В 1965 г. в нашей лаборатории была разработана установка и развита методика измерения плотности жидкостей в широком интервале температур с предельной абсолютной ошибкой 2 х X 10 - кг/м [3]. Основным измерительным элементом установки являлся капиллярный пикнометр. Затем был предложен пикнометрический метод прецизионного измерения изотермической сжимаемости жидкостей в интервале 0-1(Ю°С [4] с относительной ошибкой единичного измерения, не превышающей 1%. Дальнейшая работа по совершенствованию конструкций указанных установок и методик измерения плотности и сжимаемости жидкостей показала, что пикнометрический метод имеет то преимущество, что позволяет при однократном заполнении пикнометра-дилатометра (волюмометра) исследуемой жидкостью проводить измерения сразу трех ее объемных свойств изотермической сжимаемости, термического коэффициента объемного расширения и плотности [1]. Одновременное измерение объемных свойств особенно важно при исследовании растворов. [c.144]

Измерение сжимаемости сводится к определению того объема, который занимает известное количество вещества при заданных давлении и температуре. Эта задача может быть решена различными путями. Можно, например, в сосуде известной емкости при определенной температуре создавать необходимое давление исследуемого вещества и затем измерять количество этого вещества, заключенного в сосуде, по его массе или объему при атмосферном давлении. Другой способ состоит в сжатии известного количества вещества в сосуде, емкость которого может быть изменена в процессе опыта. При этом объем вещества под давлением измеряют непосредственно. Сжимаемость газов и жидкостей можно рассчитать по их плотности, измеренной гидростатическим взвешиванием. Существуют также разновидности этих методов. [c.327]

Тщательный учет источников приборных погрешностей показал, что рассмотренный метод определения сжимаемости позволяет измерить Р с ошибкой единичного измерения, не превышающей 1%. Ошибка измерения сжимаемости жидкостей такой величины возникает при самых неблагоприятных условиях когда погрешности всех параметров, используемых для определения сжимаемости, максимальны и имеют один и тот же знак. Очевидно, что в действительности такая ситуация реализуется нечасто. [c.150]

Не зависят от выбора эталонной жидкости методы, основанные на измерении теплового расширения воды, заполняющей тонкие поры [33]. Для исследований брали высокодисперсные порошки белой сажи и рутила с низким коэффициентом теплового расширения. Порошок запрессовывали для получения плотной упаковки и малых пор под давлением около 10 Па в сосуд из инвара — сплава также с очень низким коэффициентом теплового расширения ( 10 град ). Пористость упакованного порошка составляла около 0,5, что отвечало среднему радиусу пор г=5 нм. Порошок заполняли под вакуумом предварительно обезгаженной водой. Контроль за отсутствием остаточного воздуха в порошке проводили путем проверки сжимаемости системы. [c.12]

Сжимаемость газов и жидкостей можно рассчитать по их плотности, измеренной гидростатическим взвешиванием. Существуют также разновидности этих методов. [c.318]

Плотность относится к разряду важнейших физических свойств вещества в жидком состоянии. Данные о плотности необходимы для расчета других физических характеристик жидкостей (растворителей, смесей, растворов) вязкости, изотермической и адиабатической сжимаемости, объемной удельной теплоемкости, удельной и молярной рефракции, поверхностного натяжения и некоторых других. Они требуются для выражения концентрации растворов в различных шкалах и их взаимных пересчетов. Измерение плотности жидкостей необходимо для разработки методов контроля качества продукции и управления технологическими процессами. Особое значение денсиметрия имеет для структурных исследований жидкостей, в частности для изучения взаимодействий растворитель - растворитель и растворитель - растворенное вещество. Объемные характеристики растворов используются для предсказания влияния давления на их термодинамические свойства и протекающие в растворах процессы. Необходимо также подчеркнуть, что денсиметрия является одним из немногих экспериментальных методов, который позволяет получать значение физического параметра без внесения какого-либо возмущения в исследуемый объект. В настоящей главе будут рассмотрены основные объемные характеристики, используемые в химии растворов, методы их вычисления из данных о плотности, инструментальные методы и методология прецизионного (одна часть на 10 и выше) измерения плотности. Читателей, желающих более подробно ознакомиться с классическими (пикнометрия, гидростатическое взвешивание, дилатометрия) и другими способами измерения плотности, мы адресуем к работам Д. И. Менделеева [1] и обзорам [2-5]. [c.5]

Процесс, образования сольватов сопровождается изменением внутренней энергии. Поэтому методы определения количества. молекул низкомолекулярной жидкости, удерживаемых молекулами полимеров (так называемый связанный растворитель ), должны быть основаны на измерении физических величин, непосредственно связанных с энергией взаимодействия между молекулами. Такими величинами является теплота набухания, диэлектрическая проницаемость раствора, его сжимаемость. [c.323]

Важные заключения о структуре этих жидкостей можно сделать на основании работ, посвященных исследованию ряда узловых вопросов. Для чистых расплавленных электролитов основное значение имеют данные, касающиеся той чрезвычайно важной роли, которую играют дырки в определении их физических свойств, а также данные о взаимодействии противоположно заряженных ионов, которое может привести к образованию ионных пар. Для смесей расплавленных электролитов наиболее существенны исследования условий образования и стехиометрического состава комплексных ионов. Самыми прямыми методами изучения дырок являются измерения плотности, особенно в точке плавления, а также сжимаемости. Лучшими методами исследования межионного притяжения, позволяющими получить данные о ионных парах и комплексных ионах, можно, по-видимому, считать измерение переноса, особенно иод действием электрического поля, а также снятие спектров комбинационного рассеяния. [c.237]

Книга представляет собой практическое пособие по технике исследований при высоких давлениях. В ней последовательно рассмотрены вопросы подбора материалов, конструирования аппаратуры и проведения эксперимента. Наряду с этим разобраны методы создания и измерения высоких и сверхвысоких давлений, одновременного создания высоких температур и давлений, а также методы перемешивания под давлением. Кроме того, в книге освещены вопросы методики изучения фазовых равновесий, сжимаемости газов и жидкостей под давлением, а также измерения поверхностного натяжения на границе жидкость—газ и смачиваемости твердых тел в присутствии сжатых газов. Описаны оптические приспособления для визуальных наблюдений и др. В книге собрана библиография по данным вопросам. [c.2]

К этой группе методов относится метод измерения сжимаемости по перемещению поршня . Этот метод мало отличается от метода, описанного выше для газов. Исследуемая жидкость отделена от сжимающей среды ртутью, поэтому определяют совместную сжимаемость исследуемого вещества, ртути и сжимающей среды. При этом требуется вводить поправки на сжимаемость среды, ртути и на расширение сосуда под давлением. Поправку на сжимаемость ртути и среды определяют, проводя контрольный опыт с металлическим вкладышем, коэффициент всестороннего сжатия которого известен. [c.270]

Я. г. Орлова, Е. А. Столяров Величины теплоемкостей при постоянном давлении Ср и при постоянном объеме С1/и их термодинамическое соотношение широко используются в инженерных расчетах. Экспериментальное определение этих величин очень затруднительно, поэтому часто их определяют расчетным путем, хотя теоретически точные уравнения для таких расчетов отсутствуют. Один из косвенных методов расчета теплоемкостей основан на использовании измерения скорости ра-пространения звука в жидкостях [1]. Измерение скорости звука в жидкостях дает возможность определять ее адиабатическую сжимаемость Рад наиболее точно [c.19]

Настоящая книга представляет собой руководство по технике физико-химических исследований при высоких давлениях и содержит описание материалов, аппаратуры и методов создания и измерения высокого давления. В книге также освещены вопросы методики изучения фазовых равновесий и сжимаемости газов и жидкостей под давлением. [c.2]

Таким образом, значение второй вязкости не будет просто константой, характеризующей данное вешество, а само будет зависеть от частоты того движения, в котором она проявляется [13, с. 434]. Метод нахождения зависимости ( от частоты периодических процессов сжатия и расширения излагается в [13]. Роль объемной вязкости важна при действии на жидкость быстропеременных нагрузок, например, ультразвуковых колебаний или ударных волн. Формулы для расчета С можно найти в [15], а результаты ее измерений — в [16]. Для разреженных одноатомных газов С = О [23], для плотных газов значения ( также, по-видимо-му, невелики [19]. Многие задачи динамики вязкого сжимаемого газа решены с приемлемой для практики точностью при допущении, что С = О (гипотеза Стокса [21]). Так как сведения о значении С в подавляющем большинстве случаев отсутствуют, то полный вид обобщенного закона Ньютона обычно не используют. Однако известно, что при сильно неравновесных процессах в некоторых капельных жидкостях ( может быть на порядок больше J. [22]. В большинстве практических процессов химической технологии при изучении движения жидкостей и газов вторую вязкость можно не учитывать, полагая в уравнениях движения С = 0. [c.94]

Анализ причин, вызывающих разброс экспериментальных значений изотермической сжимаемости жидкостей, полученных по методу Кантона, основанный как на литературных источниках, так и на опыте собственных исследований, позволяет выделить и сформулировать следуюище основные факторы, влияющие на точность измерения [c.144]

Заканчивая на этом обзор применений ультраакустических измерений при исследовании растворов, следует указать на то, что он не является исчерпывающим. Выше рассматриваются только важнейшие, уже в какой-то мере проверенные, применения ультраакустических измерений. Не рассмотрены ультраакустические методы изучения диффузии [29], исследование реакций ассоциации в растворах [30], вязкости жидкостей [31], кинетики химических реакций [32], изучение сжимаемости растворов [33] и т. д. Есть все основания надеяться, что в ближайшие годы ультраакустические методы будут широко использоваться при изучении свойстврастворов. [c.78]

Сольватацией называется такое взаимодействие растворенного вещества с растворителем, которое приводит к более низкой активности растворителя вблизи частиц растворенного вещества по сравнению с чистым растворителем. В случае водных растворов сольватация называется гидратацией. Гидратация ионов обусловлена ориентацией дипольных молекул воды в электрическом поле иона, а гидратация полярных групп — в молекулах неэлектролитов и полимеров— ориентацией молекул воды в результате взаимодействия диполей и образования водородных связей. В гидратном слое молекулы воды располагаются более упорядоченным образом, но остаются химически неизмененными, чем гидратация отличается от химического соединения с водой окислов металлов и ангидридов кислот. Благодаря постепенному падению энергии связи растворенного вещества с растворителем (по мере удаления от молекулы растворенного вещества), сольватный слой имеет несколько диффузный характер, но в основном энергия взаимодействия и наибольшее падение активности растворителя сосредоточены в первом молекулярном слое. Растворитель в сольватной оболочке обладает, меньшей упругостью пара, меньшей растворяющей способностью, меньшей диэлектрической постоянной, меньшей сжимаемостью, он труднее вымораживается, обладает большей плотностью и т.,д. изменение любого из этих свойств раствора может быть использовано для определения величины сольватации. Наиболее прямой метод измерения сольватации состоит в установлении теплового эффекта поглощения навеской полимера определенного количества растворителя из смеси последнего с инертной к полимеру жидкостью например, Каргин и Папков определили, что сольватация нитроцеллюлозы в ацетоне и пиридине составляет около 1 молекулы растворителя на одну полярную группу — ОМОг полимера (табл. 15). Думанский и Некряч определили гидратацию ряда полимеров по теплоте смачивания (см. стр. 78), в частности, для крахмала найдено, что на глюкозный остаток приходится 3 молекулы связанной воды. Думанский установил также, что связывание воды самыми различными веществами происходит с тепловым [c.173]

Изотермическая сжимаемость вещества может быть определена по зависимости р — V, установленной прямыми измерениями [114]. Сжимаемость при высоком давлении может быть также измерена с помощью ударных волн [115]. Наиболее подходящий метод для высокотемпературных жидкостей состоит в измерении скорости звука. Клеппа [116] использовал этот метод для определения сжимаемости жидких металлов, а Ричардс, Браунер и Бокрис [117] — для определения сжимаемости расплавленных солей . Скорость звука и, плотность жидкости р и адиабатическая сжимаемость связаны уравнением [c.250]

Исследования Уббелоде с сотрудниками [21, 101] и других показали, что увеличение объема при плавлении ионных кристаллов типа галогенидов щелочных металлов в некоторых случаях достигает более 25%. Однако из измерений сжимаемости расплавленных электролитов Бокрис и Ричардс [7] сделали вывод, что свободный объем на моль обычно составляет только около 2% молярного объема. Таким образом, значительное изменение объема при плавлении не может быть обусловлено исключительно ростом свободного объема. Из этого далее следует, что для объяснения большей части этого изменения необходимо предположить наличие дырок. Бокрис и Ричардс привели дальнейщее доказательство справедливости дырочной модели для расплавленных электролитов. Появление дырок в решетке твердого тела должно сопровождаться снижением среднего значения координационного числа — и это наблюдается экспериментально. Например, при плавлении Li l координационное число изменяется от 6 приблизительно до 5. Идеальная модель ячейки не допускает такого изменения. В модели ячейки такой рост объема при плавлении должен был бы ассоциироваться с увеличением межионного расстояния в решетке жидкости на 6—7%. Исследования методом дифракции рентгеновских лучей [8—10] показывают, что при плавлении происходит не увеличение, а небольшое уменьшение межионного расстояния. [c.216]

В этом параграфе речь идет о классических методах термодинамики, таких, как измерения давления и плотности насыщенных паров чистых жидкостей и растворов, исследования равновесий жидкость — жидкость и жидкость — твердая фаза, определения плотности, сжимаемости, коэффициентов расщнрения, теплоемкости и т. п. Эти методы непосредственно не несут сведений о кинетике и механизмах быстрых реакций в жидких фазах. Они не связаны с изучением отклика жидкости на возмущения, вызываемые внещними воздействиями — электрическими, магнитными, акустическими. Но знание некоторых из термодинамических свойств бывает необходимо для расшифровки результатов кинетических исследований. [c.104]

Растворитель в сольватной оболочке благодаря взаимодействию с полимером обладает меньшей упругостью пара, меньшей растворяюш,ей способностью, меньшей диэлектрической постоянной, меньшей сжимаемостью, он труднее вымораживается, обладает большей плотностью и т. д. Изменение любого из этих свойств раствора может быть использовано для определения величины со.льватации. Одним из прямых методов измерения сольватации является измерение теплового эффекта поглощ,ения навеской полимера оиределенного количества растворителя из смеси последнего с инертной к полимеру жидкостью. Этим путем было определено, что сольватация нитроцеллюлозы в ацетоне и пиридине составляет около 1 молекулы растворителя па одну полярную группу—ОКО. полимера (табл. 64). [c.254]

Широко изучались прочностные характеристики жидкостей, особенно в связи с большим значением явлений кавитации. Для измерения гидростатического натяжения применялся ряд методов, из которых наиболее простым является разрушение столбика жидкости в капилляре при вращении его в центрифуге [30]. В этих измерениях большую роль играет степень смачивания стенок капилляра [31]. Максимальная прочность на разрыв, измеренная для воды при комнатной температуре, составляет примерно 200 ат. Харкинс показал, что энергия когезии воды (численно равная увеличению свободной энергии столба воды сечением 1 см при его разрыве) равна удвоенному значению поверхностного натяжения, т. е. около 140 эрг1см . С первого взгляда могло показаться, что между низким значением энергии когезии и большой силой, требующейся для разрыва столба жидкости, имеется несоответствие. Однако простое сопоставление размерностей рассматриваемых величин снимает это кажущееся противоречие. Энергия когезии имеет размерность работы (силахпуть), прочность на разрыв на единицу сечения—размерность силы. Очевидно, что если эта сила действует на расстояниях порядка ангстремов, то энергия когезии будет превышена и столб жидкости разрушится. Эти соображения подтверждают обоснованность теоретических расчетов прочности на разрыв жидкостей и твердых тел по константам межмолекулярных сил, значениям сжимаемости и плотности вещества, критическим точкам и т. д. Результаты таких вычислений по порядку величины в целом удовлетворительно согласуются с результатами прямых измерений . [c.283]

Джнльс разрабатывал проблему таутомерии оксйазосоедя-нений с помощью предложенного им метода измерения степени сжимаемости мономолекулярных пленок на поверхностях жидкости. [c.252]

Акустический анализ негомогенных жидкостей (т.е. частиц, суспендированных в растворах электролитов, например, микробных культур) особенно сложен. С помощью ультразвука определяли концентрацию загрязнений в сточных водах [37]. Рост дрожжевых (и других) культур также контролировали ультразвуковым методом, используя гибкий пьезоэлектрический мембранный преобразователь, состоящий из полиацеталевой смолы, хлорированного полиэтилена и цирконат-титаната свинца [42]. Измерительная ячейка состояла из двух пьезоэлектрических мембран (каждая площадью 2,5 х 1,5 см и толщиной 0,2 мм), разделенных слоем культуральной жидкости толщиной 2,5 мм. Частоту колебаний передающей мембраны фиксировали равной 40 кГц так, чтобы на приемной мембране генерировался сигнал с амплитудой приблизительно 20-100 мВ. Хотя с ростом концентрации выходное напряжение должно увеличиваться [81], на самом деле в диапазоне концентраций от 10 до 500 мМ наблюдалось лишь небольшое увеличение амплитуды (приблизительно на 5 мВ). Рост скорости звука с температурой в диапазоне от 25 до 40°С также был незначительным. В процессе роста культур плотность культуральной среды нередко меняется, поэтому контролировали отклик сенсора при различных концентрациях глицерина (плотности от 1 до 1,10). Изменения амплитуды и в этом случае были малы. Напротив, введение популяций бактерий или дрожжей приводило к значительно большим значениям сигнала (при изменении числа клеток от 1 до 10 в 1 мл амплитуда сигнала менялась от 20 до 50-80 мВ). Отклик сенсора линейно зависел от числа клеток (до 10 клеток/мл) и лучше отражал кривую роста, чем данные измерений проводимости культур [11]. Хотя датчик мог выдержать несколько циклов паровой стерилизации, возможность растрескивания пьезомембраны создает серьезные проблемы. Принципы, лежащие в основе метода, не совсем ясны. Более или менее уверенно можно полагать только, что сжимаемость суспензии играет большую роль, чем скорость звука и плотность [42]. [c.450]

Теперь рассмотрим, каковы же возможности прямых методов измерений изотермической сжимаемости. Прежде всего, обратим внимание на то, что выбор точности измерения автоматически накладывает определенные ограничения как на величины приращения давления (которым производят сжатие жидкости), так и на степень изотермич-ности процесса. Дело в том, что изотермическая сжимаемость зависит от давления и температуры, причем зависимость эта нелинейная [11]. Нетрудно убедиться в том, что уменьшение сжимаемости на 1% вблизи атмосферного давления обеспечивается увеличением давления на 10 атм для органических жидкостей и на -30 атм, для воды. Отсю- [c.143]