Диффузия химическая

Как известно, существует много реакций, для которых детерминистическое описание не адекватно, и для них должны быть применимы стохастические модели. Самым известным примером являются реакции в системах, содержащих малое число реагирующих частиц, как это имеет место в биологических клетках. Укажем также на процессы, в которых активированные молекулы инициируют реакцию лавинного характера. Многие реакции в химии полимеров могут быть также описаны стохастически, в том числе распределение длин цепей, распределение сополимерных композиций, кинетика выделения реагентов из смеси, кинетика полимеризации биологических макромолекул в матрицах, контролируемые диффузией химические реакции, модели стерилизации, денатурация полипептидов или протеинов, хроматография, релаксация неравновесного распределения по колебательным степеням свободы в ударных волнах, теория гомогенной и гетерогенной нуклеации в парах, теория адсорбции газов на твердых поверхностях, деградация линейных цепных молекул, разделение молекулярных соединений с помощью противотока диализа, статистические процессы агрегации и полимеризации, изотопный обмен и т. д. [c.65]

При более строгой постановке задачи следует учитывать поглощение энергии в волновом процессе, так как циклическая деформация является необратимой. Необратимость приводит к дисперсии - зависимости скорости звука от частоты. Основные факторы, вызывающие эффект необратимости, следующие вязкость, теплопроводность, диффузия, химические реакции и конечность времени обмена энергией между различными степенями свободы молекул [19]. [c.31]

Со значением свободной энергии, отнесенной к отдельному компоненту сложной материальной системы, связывают понятие химического потенциала (в большинстве случаев он определяется для 1 моля вещества). Химический потенциал зависит от свойств вещества н концентрации данного компонента в системе. Каждый процесс, ведущий к изменению состава (например, диффузия, химическая реакция), протекает п направлении уменьшения химического потенциала всех компонентов системы. Следовательно, если химический потенциал некоторых компонентов материальной системы в различных точках имеет различную величину, то этот компонент при отсутствии каких-либо препятствий перейдет от точки с большим химическим потенциалом к точкам с меньшим химическим потенциалом. В результате система приближается к равновесию и достигает его, когда химические потенциалы всех компонентов по всему объему станут одинаковыми. [c.9]

Тензор напряжений симметричен только для сред, в которых отсутствуют диффузия, химические реакции и т. д. В случае рассматриваемых в книге чистых жидкостей симметрия тензора напряжений следует из закона сохранения момента количества движения. — Прим. пер. [c.104]

Особое значение для понимании самых разнообразных процессов и свойств твердых тел (пластическое течение, кристаллизация, диффузия, химические превращения и др.) имеют дислокации. [c.194]

В общем случае статическая характеристика химико-технологического объекта зависит от физико-химических свойств перерабатываемых веществ, от характера и степени достижения равновесия процессов диффузии, химических превращений, передачи тепла и т. п., а также от конструктивного оформления аппарата. [c.36]

Таким образом, течения, вызванные выталкивающей силой, чрезвычайно разнообразны по своим механизмам, физическим размерам, формам возникающих движений. Несмотря на это, некоторые возможные сочетания этих различных факторов хорошо изучены, и среди них есть такие, которые имеют даже важнейшее научное и практическое значение. Большинство полученных до настоящего времени знаний относится к ламинарным процессам в однофазной жидкости, обусловленным взаимодействием силы тяжести с переносом тепла, воздействующим на плотность. Достаточно простым способом можно учесть анализе влияние на плотность среды диффузии химических веществ при малых концентрациях. В большинстве процессов диффузии, происходящих в атмосфере и в водной оболочке Земли, абсолютный уровень концентрации диффундирующих компонентов обычно очень мал. Уровни влажности и содержания СО2 в атмосфере соответственно равны 1 и 0,04%. Соленость океана составляет 3,5 %. [c.23]

И турбулентного переноса в любой системе координат. В конце этого раздела они будут дополнены простыми формулами для диффузии химических компонентов. [c.33]

Аналогичное уравнение пограничного слоя для диффузии химических компонентов будет выведено из уравнения (2.7.18) в одной из следующих глав. Порядок написанных выше уравнений понизился по сравнению с исходной полной системой уравнений. Отбрасывание уравнения (3.2.3) при сохранении приближения [c.74]

В стратифицированной среде могут возникать также индуцированные выталкивающей силой течения в тепловых факелах и восходящих струях. Эта задача представляет особый интерес при сбросе тепла в окружающую среду и поэтому она всесторонне изучалась для турбулентных течений. Большее внимание уделено осесимметричным течениям, так как на практике они встречаются чаще, чем плоские факелы и струи. Особый интерес в этих задачах представляет высота, до которой поднимается течение в устойчиво стратифицированной окружающей среде. Этот вопрос обсуждается в гл. 4 для ламинарных и в гл. 12 для турбулентных течений. Теплоотдача от тел, погруженных в среду, устойчиво стратифицированную вследствие диффузии химических компонентов, также представляет значительный интерес и имеет большое значение. Соответствующий комбинированный тепло- и массообмен рассматривается в гл. 6. [c.149]

Если отсутствуют задержки в диффузии химически активного агента в образец. [c.267]

Принимая условие локального равновесия в зоне диффузии, химический потенциал компонента при постоянных температуре и давлении для закрытой системы может быть выражен в общем виде как функция состава смеси [c.51]

И, следовательно, согласуется с принятой моделью, в которой фронт пламени представляет собой тонкую оболочку, окружающую ядро сгоревших газов. Предполагается, что избыточная энергия, необходимая для фронта пламени, пополняется за счет энергии зажигания и не может пополняться за счет теплоты ядра пламени без чрезвычайно сильного понижения температуры и, следовательно, скорости реакции. Действительно, расчеты, основанные на данных табл. 1, показывают, что теплота %с1 (К/8и) Ть — Ти), сохраняющаяся во фронте пламени, всегда по порядку величины равна теплоте, содержащейся в объеме сгоревших газов диаметром с1. Таким образом, эта теплота не может быть извлечена из ядра сгоревших газов и сосредоточена во фронте пламени без существенного понижения температуры первичного пламени. Потребность в теплоте, необходимой для фронта пламени и доставляемой первичным источником тепла, например искрой, уменьшается вследствие диффузии химических веществ из окружающей (несгоревшей) среды в ядро пламени и взаимодействия этих веществ в реакционной зоне сферы пламени. В силу этого обстоятельства минимальная энергия зажигания может оказаться значительно меньше энергии, вычисленной по уравнению (1). Однако предполагается, что в рамках принятой модели во всех реальных фронтах пламени неравенство (4) (или соответствующее неравенство, сформулированное в других теориях горения) удовлетворяется, т. е. скорость переноса физической теплоты превышает (пусть даже и ненамного) скорость переноса химической энтальпии в противоположном направлении. Для случая, когда неравенство (4) не выполняется или становится обратным, согласно принятой модели, энергии зажигания не требуется [c.13]

Турбулентное перемешивание влияет не только на перенос количества движения, но и на перенос тепла, диффузию химических и механических примесей в движущейся жидкости или газе. [c.281]

Организация новых производственных процессов, как правило, начинается с разработки и проверки их в лабораторном масштабе. Однако точное воспроизведение всех условий процесса, проведенного в лаборатории, и перенос его в производственный масштаб вызывают ряд затруднений. Так, перемешивание, нагрев, диффузия, химические превращения в большом масштабе протекают иначе, чем в лабораторных условиях. Поэтому промышленному внедрению сложных технологических процессов предшествует проверка расчетов и результатов лабораторных экспериментов на полупромышленных опытных установках. Такие установки позволяют получать данные, которые по масштабу близки к производственным, и только после этого проектировать заводские устаповки. Этот метод обладает высокой надежностью, но требует больших затрат времени и средств на проектирование, пуск и получение необходимых показателей. [c.7]

Уравнения Фика, лежащие в основе феноменологического рассмотрения диффузионных процессов, в полной мере справедливы при независимости О от концентрации и направления потока диффундирующего в теле вещества, а также при отсутствии химических реакций между веществом и телом. Постоянство О наблюдается при диффузии химически нейтральных низкомолекулярных веществ в недеформированных аморфных полимерах в области достаточно малых с. Однако при диффузии ряда органических растворителей в полимерных материалах коэффициент диффузии не остается постоянным и экспериментально наблюдается зависимость О = (с), особенно для полимеров в стеклообразном состоянии. [c.12]

Измерив на опыте эквивалентную электропроводность исследуемого раствора X, нетрудно определить степень диссоциации <1. Следует заметить, что любой способ измерения электропроводности растворов связан с изменениями и( параметров, при этом значения степени диссоциации, определяемые различными методами, оказываются довольно близкими между собой только лишь для слабых электролитов. Для сильных же электролитов, степень диссоциации которых весьма высока, прищлось создать особую теорию, учитывающую влияние на скорость движения ионов сил электростатического притяжения и отталкивания. Согласно этой теории принимают диссоциацию сильных электролитов 100%-ной. Если принять такое предположение, то возникает вопрос почему же измерение электропроводности осмотического давления, понижение температуры замерзания или повышение температуры кипения растворов приводит к заключению о якобы неполной диссоциации сильных электролитов. Основу такого несоответствия эта теория видит в неучтенных силах электростатического притяжения и отталкивания между ионами. Действительно, в результате наличия между-ионовых сил каждый ион окружен ионной атмосферой (рис. 43), т. е. щарообразным слоем из противоположно заряженных ионов. Действующие на данный ион силы притяжения взаимно уравновешиваются в том случае, когда на раствор не действуют внешние электрические силы, не происходит диффузии, химических реакций и других подобных процессов. [c.77]

Структура фронта пламени. Распространение пламени сопровождается многими сложными процессами теплопередачей, диффузией, химическим превращением. Эти процессы определяют скорость пламени н и структуру зоны горения. [c.159]

Томпсон и др. [113] дали обзор методов выделения соединений серы из нефти. Среди них — дистилляция, сорбция, тепловая диффузия и несколько химических методов. Приведен перечень 43 соединений серы, которые встречаются в сырой нефти. Процесс дистилляции нужно применять осторожно вследствие термической нестойкости многих органических соединений серы и необходимости свести к минимуму контакт с металлами, такими, как медь и ртуть. Более приемлемы методы адсорбции и тепловой диффузии. Химические методы наиболее удобно применять для разде- [c.305]

Примером применения метода, основанного на различии коэффициентов диффузии химических форм, участвующих в обмене, являются работы, в которых изучался электронный обмен между двух- и трехвалентным железом [23]. Частичное разделение обменивающихся форм достигалось посредством диффузии через пористую мембрану. При этом было найдено, что в течение 1 часа, необходимого для частичного разделения, электронный обмен между двух- и трехвалентным железом успевает пройти до конца. Следует отметить, что этот метод оправдывает себя лишь при изучении достаточно медленных реакций изотопного обмена или при контроле результатов, полученных с помощью других способов разделения. [c.205]

В уравнении (111,12) опущена производная концентрацин по времени, поскольку рассматриваются быстрые по сравнению с процессом диффузии химические реакции kit, kit ll). Уравнение (111,13) не содержит члена, описывающего диффузию твердого вещества МеА т.так как его диффузией можно пренебречь. Граничные условия отражают тот факт, что участвующие в электродном процессе ионы Ме<" )+ извне в пленку не поступают, а градиент их концентрации у поверхности электрода пропорционален току электрорастворения. [c.79]

В предыдущих главах были рассмотрены случаи электродных процессов, в которых или субстрат, или продукт электродного процесса остаются в равновесии с другим веществом, не реагирующим с электродом в изучаемой области потенциалов. В случае электродной реакции с предшествующей химической реакцией кинетический ток всегда меньше предельного тока, рассчитанного на основе уравнений диффузии. Химическая реакция, которой подвергается продукт электродной реакции, не оказывает существенного влияния на величину тока. [c.343]

Рассмотрим процесс на твердом катализаторе, включающий две реакции, и установим для них связь ср т. с Фнабл. в областях внутренней диффузии, химической кинетики и внешней диффузии. [c.436]

Существуют процессы, идущие самопроизвольно лишь в одном направлении, заканчивающиеся наступлением равновесия. Помимо самопроизвольного перехода теплоты от горячего тела к холодному, к таким процессам относятся расширение газа в пустоту, свободное падение тела, диффузия, химические реакции. Протекание их в обратном направлении само собой, без воздействия извне, невозможно. Так, известно, что реакция Н2 + С12Ч 2НС1 (г.) сопровождается выделением теплоты, которую можно перенести при температуре системы в сосуд с водой (термостат). Если воды достаточно много, то температура ее почти не изменится. [c.28]

Рис. 80. Схема прибора для определения диффузии химических соединений и иояов в водных растворах

Процесс диффузии химически активных сред в гидрофобные полимеры в общем случае описывается системой уравнений Фика до тех пор, пока не произойдут существенные изменения диффузионных характеристик иолпмера. При этом в зависимости от соотношения между скоростью диффузии среды и скоростью химической деструкции полимера различают три области иротекаиия процесса его деструкции [c.39]

Если Применяются приближения пограничного слоя, то основные уравнения упрощаются. Можно показать, что окончательная система уравнений во многих случаях допускает автомодельные решения. Этот вопрос будет рассматриваться в следующих трех разделах. Кроме того, будут представлены решения для течений, отличных от вертикальных. В разд. 6.5 будут )ассмотрены результаты для предельных значений чисел Лмидта и Прандтля. Затем будет приведена сводка обобщенных зависимостей для характеристик переноса, которые получены на основании экспериментальных данных. В следующих двух разделах будут сняты предположения, использованные до этого. В разд. 6.7 обсуждаются эффекты Соре и Дюфура, а также влияние сравнимых уровней концентрации, а в разд. 6.8 рассматриваете одновременный тепло- и массообмен при наличии диффузии химически реагирующих компонентов. В последнем разделе описано влияние стратификации окружающей среды на характеристики течения и свойства переноса в таком течении. [c.340]

В приложениях часто встречается комбинированный режим конвекционных течений, уже рассматривавшийся нами в гл. 6, при котором местная подъемная сила возникает вследствие одновременного переноса тепловой энергии и химических компонентов. Одно из первых исследований неустойчивости для такой системы было осуществлено Стерном [72]. Важным примером подобного рода является комбинированный перенос тепла и солености в морской воде. В результате такого переноса на поверхности моря возникает слой льда, тающий или намерзающий на своей нижней поверхности, которая контактирует с морской водой. При этом в результате таяния образуется прослойка пресной воды, которая является более легкой и, следовательно, может стабилизировать слой, поскольку влияние солености на плотность часто оказывается более сильным, чем влияние температуры. Намерзающий снизу лед не содержит солевых компонентов. Образующийся в результате слой воды с высокой концентрацией соли формирует мощное дестабилизирующее воздействие, налагающееся на эффект, обусловленный понижением температуры по направлению вверх Оба процесса переноса должны рассматриваться совместно с целью определения как режима неустойчивости, так и возможности возникновения любой формы конвективного переноса, который может развиться в подобном случае. При этом анализ данной проблемы оказывается достаточно затруднительным из-за перемены знака коэффициента Соре для солевых компонентов ири низких температурах воды [9, 10, 56]. Напомним, что эффект Соре представляет собой явление диффузии химических компонентов под воздействием температурных градиентов. [c.229]

Большинство композиционных материалов - представители тер- юдинамически неравновесных открытых систе.м, для которых характерно наличие развитой сети внутренних границ раздела, градиентов химических потенциалов элементов в матрице и наполнителе. Градиенты являются движущей силой процессов межфазного взаимодействия в системе, фазовых переходов, взаимной диффузии, химических реакций и др Эти явления обусловлены тем, что в поверхностных слоях на межфазной фанице вследствие разного состава и строения соприкасающихся фаз и из-за различия в связях поверхностных атомов и молекул одной и другой фазы существует ненасыщенное поле. межатомных, межмолекулярных сил. [c.56]

Скорость V подавляющего большинства процессов, связаивых с движением частиц атомномолекулярных размеров (диффузия, химическая реакция, движение ионов в электрическом цол и т. п.). экспоненциальво зависит от температуры (Г, ) [c.843]

Пайку чаще всего осуществляют соединениями, которые содержат элементы IV группы периодической системы Менделеева. Олово и свинец являются электрически активными примесями - акцепторами. С течением времени они диффундируют в термоэлектрический материал и ухудшают его свойства. Поэтому всегда встает задача уменьшения диффузии припоя в полупроводниковый материал ветви термоэлемента. Для этого между припоем и термоэлектрическим материалом располагают различные так называемые антидиффузионные прослойки (или покрыгия), которые препятствуют диффузии химических элементов из припоя или из материала шин в полупроводник. [c.86]

В результате необратимых процессов — теплопроводности, диффузии, химических реакций, вязкости — возрастает эитропия. Скорость изменения энтропии можно определить из уравнения Гиббса (2. 7), разделив бе части его на сИ [c.80]

Если принципы действия хеморецептора и бактериального мотора относительно ясны [9-12], то вопрос о передаче сигнала от хеморецептора к мотору (или регулятору дрожаний) остается наименее выясненным. Ряд экспериментальных данных [13] указьшает на то, что передача сигнала от рецептора к мотору не может осуществиться путем диффузии химического посредника внутри бактериальной клетки (в частности потому, что время такой передачи было бы слишком большим). Это заставляет склониться к той точке зрения, что передача сигнала от рецептора к эффектору осуще ст-вляется в бактериях с помощью квазинервного механизма, путем передачи сигнала по мембране, подобно тому, как это происходит у Parame ium и других жгутиковых [14]. В частности, одна из схем [13] предполагает, что конформационные изменения в рецепторе при связывании с ним молекулы аттрактанта или репеллента, передающиеся по мембране, приводят к открыванию кальциевого канала, расположенного в непосредственной близости от мотора, в результате Чего возникает приток ионов Са из раствора в клетку (внутри которой до поступления сигнала от хеморецептора с помощью кальциевого насоса, откачивающего ионы Са из клетки, поддерживалась пониженная концентрация ионов Са ). Повышение концентрации ионов Са вблизи мотора вызывает конформационное изменение регулятора кувырканий и приводит к изменению частоты дрожаний бактерий. [c.103]

Третья глава монографии посвящена диффузии в сорбционных процессах. В этой главе рассмотрена классическая диффузионная задача о поглощающем центре, которая является основой для теоретического описания кинетики сорбции и десорбции, а также описания процессов, определяемых числом столкновений диффундирующих частиц (коагуляция, рекомбинация, лимитируемая диффузией химическая реакция). Эти процессы разбираются в четвертой главе. Одним из сравнительно новых вопросов в теории диффузии является теория процессов, зависяпщх от траекторий блуждающих частиц, например хроматографии. Математическое описание процессов, зависящих от траекторий блуждающих частиц, имеет в настоящее время значение и для химической технологии. [c.5]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология