Прочность термодинамическая

Стандартные энтальпии образования простых веществ принимают равными нулю, если их агрегатные состояния и модификации устойчивы при стандартных условиях. Так, например, нулю равны стандартные теплоты образования жидкого брома (а не газообразного) и графита (а не алмаза). Стандартная энтальпия образования соединения — мера его термодинамической устойчивости, прочности, количественное выражение энергетических свойств соединения. Эта термодинамическая функция характеризуется периодичностью и [c.101]

Оксид азота(1)—термодинамически неустойчивое соединение. Стандартная энергия Гиббса его образования положительна (Д6,1,бр = 104 кДж/моль). Однако вследствие большой прочности свя.-зей в молекуле N20 энергии активации реакций, протекающих с участием этого вещества, высоки. В частности, высока энергня Активации распада N20. Поэтому при комнатной температуре оксид азота(I) устойчив. Однако при повышенных температурах он разлагается на азот и кислород разложение идет тем быстрее, чем выше температура. [c.408]

Кроме подхода с точки зрения механики процесса разрушения (механического) существуют два физических подхода к теории прочности термодинамический и кинетический. Последние позволяют понять природу процессов разрушения полимеров и объяснить их механизмы, учитывая законы термодинамики и структуру материала. [c.287]

С термодинамической точки зрения большая прочность связи С — С в ароматических соединениях объясняется тем, что теплота их образования всегда выше рассчитанной по энергиям обычных алифатических двойных и одинарных связей. В результате большего выделения энергии при образовании ароматических соединений получаются связи с более коротким расстоянием между атомами С — С, с большей прочностью и большей термической стойкостью. В последние годы эта разница в энергиях получила название энергии резонанса [34] и объясняется распределением различных (Кекуле, Дьюар и др.) олефиновых структур, с помощью которых может быть изображено ароматическое ядро. Энергия резонанса является относительно большой величиной [32], доходящей почти до 40 калорий для бензола [13], 75 для нафталина, 105 для антрацена и т. д. Количество такой энергии можно грубо оценить по числу кольцевых связей в ароматической структуре и но характеру двойных связей [33], которые уменьшаются до половины в бензоле и до одной трети в графите. [c.93]

Отправной точкой для развития термодинамического подхода к исследованию разрущения хрупких твердых тел послужили теория прочности Гриффита [11.12] и ряд ее модификаций на основе механики разрушения, подробный анализ которых содержится в монографиях [11.2 11.5 11.11 11.13]. [c.290]

Таким образом, прочность (термодинамическая константа устойчивости) оказывает на токсичность соединений железа влияние, противоположное тому, которое имеет место у соединений кобальта и меди. [c.180]

Рассмотрим теперь адсорбционное (в отсутствие коррозии или растворения) влияние среды и ПАВ на механические свойства компактного материала — моно- или поликристаллического либо аморфного твердого тела. Это явление было открыто П. А. Ребиндером на кристаллах кальцита (1928 г.) и получило название эффекта Ребиндера. Очень характерно его проявление на ряде пластичных металлов. Так, будучи весьма пластичными по своей природе, монокристаллы цинка под действием микронной ртутной пленки или же массивные цинковые пластины при нанесении капли жидкого галлия или ртути хрупко ломаются уже при очень малых нагрузках (рис. 6). По Ребиндеру, общее термодинамическое объяснение таких явлений состоит в резком понижении поверхностной энергии о и тем самым работы разрушения вследствие адсорбции из окружающей среды (или контакта с родственной жидкой фазой). Одной из наиболее универсальных и вместе с тем простых моделей, связывающих прочность материала Рс с величиной ст, служит схема Гриффитса, являющаяся по сути приложением теории зародышеобразования к решению вопроса об устойчивости трещины и устанавливающая пропорциональность Рс ст . [c.312]

Изучение изменений внутренней энергии прн химических превращениях имеет большое значение для развития теоретических основ химии, так как является одним из основных путей для изучения энергии отдельных химических связей в молекуле и количественного познания прочности этих связей и реакционной способности молекул. Кроме того, изменения внутренней энергии при реакции (или теплота реакции) являются необходимыми исходными величинами для термодинамических расчетов химических реакций (определение константы равновесия, выход продуктов реакции), имеющих большое значение для химических исследований и в химико-технологической практике. [c.56]

Хотя эти реакции термодинамически обратимы, однако иа практике благодаря относительной прочности молекул юды и других веществ, образующихся за счет действия водорода (NHj, HgS, H l и т. д.), равновесие сильно смещено вправо. [c.10]

Пусть / = f(x, уг, уо,. .. г/ ) — свободная энергия или другая термодинамическая функция, которая используется для описания данного физико-химического процесса. Величины х н у-, характеризуют реагенты и процесс. В роли х и г/j могут выступать температура, давление, прочности химических связей, структурные особенности реагентов, растворитель и др. Предположим для простоты, что функцию /, зависящую от двух переменных хну, можно представить в виде [c.43]

Температура влияет не только на структурно-механическую прочность системы, ио и на ее устойчивость против расслоения. Под устойчивостью НДС понимается способность дисперсной фазы сохранять в течение определенного времени равномерное распределение сложных структурных единиц в дисперсионной среде. Различают термодинамическую и кинетическую устойчивость НДС. Возможность нефтяной системы к расслоению оценивается на основании ее термодинамических характеристик (энтальпии и энтропии). [c.15]

Образование НДС из исходного молекулярного раствора приводит к изменению физико-химических свойств системы, в том числе структурно-механических, реологических, электрофизических, оптических. Связь термодинамических условий образования НДС и параметров ее структуры через соответствующие формулы позволяет в ряде случаев определить энтальпию и энтропию системы через непосредственно измеренные значения структурно-механических (предел прочности), реологических (вязкость) и электрофизических (электрическая проводимость) [c.88]

Фазообразование в нефтяной системе приводит к изменению ее физико-химических, в том числе и структурно-механических, реологических свойств. Связь термодинамических параметров и параметров структуры нефтяной системы позволяет в ряде случаев определять энтальпию и энтропию системы через непосредственно измеренные значения структурно-механических (предел прочности) и реологических (вязкость) свойств. [c.37]

Такие пакеты и ленты могут создаваться в парафинистых нефтях, что определяет повышение их температуры застывания до комнатной и более высоких температур. Созданием объемных лент за счет слабых межмолекулярных взаимодействий, конфигурационного взаимодействия, действия кинетических и термодинамических факторов — энтропийный фактор, не завершается процесс кристаллизации в растворах высокомолекулярных соединений. Ленты могут складываться в лепестки, что также снижает избыточную поверхностную энергию, лепестки могут наслаиваться друг на друга, образуя в объеме пространственную решетку. Эта пространственная решетка далее способна упрочняться, хотя прочность ее может слегка снижаться за счет теплового движения или механических воздействий. [c.60]

Этот небольшой экскурс в проблему поляризации связей не так уж абстрактен. Дело в том, что поляризованные, частично ионные, связи прочнее ковалентных — если выражать их прочность как энергию теплового распада в вакууме. Однако поляризация (М->Ь или Мч-Ь), как правило, резко повышает их способность к различным реакциям замещения при атаке нуклеофильными или электрофильными агентами или реакциям окисления-восстановления в присутствии влаги или кислорода воздуха. С повышением температуры эта кинетическая Нестабильность термодинамически устойчивых связей возрастает. Основная роль обрамляющих групп как раз и состоит в защите основной цепи от подобной атаки. Это достигается двумя путями стабилизацией электронной структуры (т. е. снижением поляризации главных связей) и непосредственно барьерной функцией , которая наиболее четко выражена у элементорганических полимеров с гидрофобными ароматическими радикалами, [c.20]

Твердые аморфные полимеры обладают большим резервом прочности, однако это не означает, что любой полимер можно использовать для получения высокопрочного технического волокна. В значительной степени эта возможность ограничивается трудностями получения соответствующей ориентации макромолекул и в еще большей мере — принципиальной (по термодинамическим причинам) неустойчивостью этой ориентации, приводящей к так [c.196]

К настоящему времени отчетливо определились три подхода к проблеме прочности материалов и изделий из них механический, термодинамический и кинетический. [c.283]

Главным признаком термодинамически устойчивых растворов является их гомогенность. В отличие от того, когда смешивающиеся вещества образуют новое химическое соединение, соот-нощение компонентов в растворе не является строго определенным, а состав его может в известных пределах плавно изменяться. В то же время раствор не является простой механической смесью составляющих его веществ. Известно, что образование раствора из отдельных компонентов сопровождается выделением или поглощением теплоты и изменением объема. Это указывает на наличие сил взаимодействия между частицами раствора. Под воздействием этих сил происходят диссоциация и ассоциация частиц и образование химических соединений различной прочности и состава. Существование химических соединений в растворах предсказал Д. И. Менделеев. Экспериментально соединения переменного состава в растворах были обнаружены Н. С. Курнаковым. [c.179]

Изучение этих изменений имеет большое значение для термодинамических расчетов и, кроме того, является одним из путей изучения энергии отдельных химических связей в молекуле и количественной оценки прочности этих связей. Изменение внутренней энергии происходит в химических реакциях (как и в других процессах) путем поглощения или выделения теплоты и совершения работы. Работа обычно мала. Ее можно вычислить, или ею можно пренебречь. [c.38]

Научное исследование столь распространенного в природе и практике явления — понижения прочности твердых тел под влиянием активной среды Ребиндер начал в 1928 г. Он установил, что прочность кальцита и каменной соли сильно понижается, если их испытывать в водных растворах поверхностно-активных веществ. Ребиндер предположил, что в основе этого и подобных ему явлений лежит понижение свободной поверхностной энергии, т. е. работы образования новых поверхностей. Тогда же было экспериментально показано, что в соответствии с общими термодинамическими представлениями Гиббса, [c.218]

В работах П. А. Ребиндера и его школы показано, что дисперсии глин в воде образуют коагуляционные структуры — пространственные сетки с различной прочностью. Все механические свойства таких структур объясняются тем, что частички глины по участкам контактов всегда разделены остаточными тонкими, термодинамически устойчивыми прослойками водной среды, через которые действуют силы моле- [c.236]

Однако широкому внедрению данного метода в производство огнеупорных и других керамических материалов, получаемых или применяемых при температурах выше 1300° С, препятствует отсутствие доступных и дешевых наполнителей, которые сохраняли бы свои свойства при высоких температурах при изготовлении или применении материала. Стеклянные волокна, даже жаропрочные (например, кварцевые), непригодны для этой цели, так как при высоких температурах кристаллизуются и теряют свою прочность. Термодинамически наиболее устойчивыми будут материалы с монокристальными армирующими наполнителями. Однако технология изготовления непрерывных монокристальных волокон не разработана, получаемые из газовой фазы монокри-стальные усы (вискерсы) чрезвычайно дороги, и использование их для изготовления массовой продукции экономически невыгодно. [c.193]

Прочность металлов в среднем на два порядка меньше теоретической прочности бездефектного кристалла сТтеор (сгтеор 0,1 Е). Такое различие обусловлено тем, что термодинамически вероятно наличие в металле достаточно высокой плотности дефектов кристаллического строения еще до деформации. Пластичность - как свойство подвергаться остаточному формоизменению - реализуется при деформации путем скольжения (трансляционного и зернограничного) и двойникования структурных элементов. Причем процесс скольжения не является результатом одновременного смещения атомов соседей. Процесс скольжения осуществляется путем последовательного смещения отдельных групп атомов в областях с искаженной решеткой. Нарушение кристаллической ре-ше йси означает, что их атомы выведены из положения минимума потенциальной энергии. Поэтому для их смещения требуется меньше энергии и напряжения. Наиболее распространенными дефектами кристаллической решетки являются линейные дефекты - дислокации (винтовые и краевые). Под действием приложенных напряжений про- [c.77]

Наряду с термодинамическими характеристиками, мерой прочности связи кислорода с решеткой могут служить и такие кинетические характеристики, как начальная скорость восстановления окислов водородом или скорость гомомолекулярного или гетерогенного изотопного обмена кислорода на окислах. Первый метод был применен Захтлером и Дебуром [43 ], а второй широко развит Боресковым и его школой [42, 44, 45]. Слабой стороной использования кинетических параметров является, то, что по ним имеется мало данных, они не поддаются приближенным расчетам и для своего определения требуют эксперимента, вполне сравнимого по сложности с прямым определением активности и селективности катализатора. [c.163]

Устойчивость против расслоения МДС характеризуется временем, в течение которого ССЕ проходят путь под действием сил тяжести и сопротивления среды. В случае установившегося движения ССЕ в вязкой среде для определения т используют закон Стокса. На значение т ока.зываег в наибольшей степени влияние радиус ССЕ (как и на структурно-механическую прочность). Чем меньше размер дисперсных частиц, тем больше значение т и соответственно дисперсная система менее склонна к расслоению, т. е, более устойчива. Таким образом при т- оо нефтяная днсперсная система устойчива к расслоению, а при т- О—неустойчива. Следует здесь оговориться, что ])счь идет об относительной устойчивости дисперсных систем. В принципе, НДС с термодинамической точки зрения являются неустойчивыми системами. [c.131]

Характер распределения ССЕ в твердых телах позволяет разделить их по степени симметрии на кристаллические п аморфные нефтяные дисперсные структуры. Твердые нефтяные тела, в которых расположение соединений имеет дальний порядок, соответствующий периодическому повторению определенной архитектуры в трех измерениях, называют кристаллическими, а расположение соединений в них — кристаллической структурой. Порядок, свойственный расположению соединений внутри твердого тела, часто приводит к симметрии его внешне] ) формы. Например, кристаллы графита имеют гексагональную форму, в базисных плоскостях атомы расположены в углах шестиугольников, на расстоянии 0,142 нм, т. е. на таком же расстоянии, как и в молекулах бензола. Прочность связей углерода в базисной плоскости кристалла графита примерно в шесть раз выше, чем в атомах углерода, расположенных на двух плоскостях, находящихся на расстоянии 0,3345 нм. Кристаллы графита имеют высокую симметрию. Аналогично другая форма кристалла углерода — алмаз — образует куб. В узлах кристаллическо 1 решетки алмаза а-связи каждого атома углерода направлены к четырем соседним атомам. Теплота сгорания алмаза несколько выше, чем графита. В связи с этим осуществляется переход при нагреве алмаза в графит в термодинамически более устойчивое состояние, в результате чего формируется новая симметрия. Симметрия также свойственна таким твердым нефтяным телам, как парафины. Известны нефтяные твердые тела с ближним порядком расположения соединений, они являются не кристаллами, а крайне вязкими жидкостями. К ним относятся, например, битумы, пеки, остаточные крекинг-остатки и др. [c.165]

Самопроизвольное восстановление коагуляционной структуры свидетельствует о том, что она обладает наибольшей механической прочностью при относительном минимуме энергии Гиббса. Такоч соответствие отсутствует у кондеисационио-кристалл11заи,иоии ,1х структур, которые образуются обычно в условиях высоких иересы-шений и поэтому термодинамически неустойчивы. Их высок,чя пг очность обеспечивается одновременным уменьшением пересыщений и внутренних напряжений. [c.366]

Глиноземистый цемент твердеет значительно быстрее, чем портландцемент. Через 24—48 ч твердения прочность его цементного камня в несколько раз выше, чем у цементного камня портландцемента. Однако высокая прочность сохраняется длительное время только при отсутствии поровой жидкости (в сухих условиях) или при пониженных температурах. Уже при температуре выше 300 К значительно ускоряются перекристаллизационные процессы, приводящие к образованию термодинамически устойчивого соединения из группы гидрогранатов [c.142]

Повышение температуры усиливает тепловое движение молекул и частиц в системе, возрастает их кинетическая энергия, что снижает вязкость дисперсной системы, и это существенно сказывается на скорости образования сольватов или их распада. Равновесие сольватообразования сдвигается в сторону их распада, что можно рассчитать термодинамически. Повышая температуру, можно регулировать структурно-механические свойства нефтяных дисперсий, их прочность и другие свойства. [c.66]

Имеются данные, свидетельствующие об определенной корреляции между термодинамической работой адгезии и ее механическими параметрами, определяемыми методом отрыва. В [2-143] рассчитаны корреляционные связи между углом смачивания при 200 С и пределом прочности при сжатии, плотностью и пористостью электродов Зодерберга. Эти коэффициенты корреляции равны -(0,944-0,70) -0,78 -0,87 соответственно. [c.149]

Лиофобные эмульсии термодинамически неустойчивы и требуют специальной стабилизации. Ее можно достичь тремя путями 1) созданием двойного электрического слоя, что бывает, например, в разбавленных эмульсиях 2) образованием на поверхности частиц дисперсной фазы сольватного слоя, препятствующего коалесценции 3) образованием на поверхности частиц со стороны дисперсионной среды стабилизируюпдей адсорбционной пленки, препятствующей коалесценции механически. Такие пленки могут быть образованы либо молекулярными коллоидами типа высокомолекулярных соединений (желатина, каучук), либо полуколлоидами типа мыл. Эти вещества, адсорбируясь, образуют лиогель, обладающий значительной механической прочностью. Прочность таких пленок зависит от концентрации эмульгатора. Существует оптимум структурно-механических свойств, выше и ниже которого система становится неустойчивой. Наличие такого оптимума прочности связано с подвижностью адсорбционного слоя, необходимой для покрытия случайных разрывов в пленке. В этом типе стабилизирующего действия эмульгатора хотя и [c.79]

Таким образом, как термодинамический, так и кинетический подходы к процессу разрушения и термофлуктуационная теория прочности хрупких твердых тел приводят к выводу о сушествова-нии безопасного напряжения, для расчета которого при одноосном растяжении предложены уравнения (11.42) и (11.43), а для сложнонапряженного состояния — уравнение (11.44), а также к диаграмме механизмов разрушения, показанной на рис. 11.11, где приводятся границы существования безопасных напряжений, термофлуктуационного и атермического разрушения в зависимости от размеров начальных микротрещин в материале. На основании этих уравнений может быть определен критерий оценки безопасных микротрещин в хрупких твердых телах. Порог разрушения по Гриффиту аа ° соответствует безопасному напряженую оо, а не критическому (Тк, как это считалось до сих пор общепринятым. [c.314]

Вклад гидрофобного взаимодействия в свободную энергию сорбции органической молекулы на ферменте можно оценить теоретически [261. Однако более плодотворными для оценки прочности гидрофобной связи оказались некоторые эмпирические критерии. В их основу положено представление, что образование комплекса белок — органический лиганд, возникаюш,его в результате гидрофобных взаимодействий, можно рассматривать фактически как термодинамически выгодный перенос аполярной молекулы (или ее фрагмента) из воды в органическую фазу беЛка. Величина поверхности связываемой молекулы [40, 41] — это весьма частный критерий, поскольку на его основании нельзя сравнивать комплексующие свойства соединений, содержащих в молекуле различного рода полярные заместители. Недостаточным критерием гидрофобности ингибиторов или субстратов следует считать также и растворимость их в воде. Использование этой величи- [c.26]

Наряду с термодинамическими факторами устойчивости, к которым следует отнести двойной электричес1й1Й слой и сольватную оболочку вокруг коллоидной частицы, на устойчивость коллоидных систем может в иять и прочность структурно-механического барьера, возникающего по тем или иным причинам на поверхности частицы. Этот фактор, согласно П. А. Ребиндеру, нельзя назвать термодинамическим, поскольку при удалении или разрыве оболочки, представляющей структурно-механический барьер, она не обязательно должна восстанавливаться самопроизвольно. Кроме того, у этой оболочки отсутствует равновесие с окружающей средой. [c.283]

Обычно в чистых жидкостях газовые пузырьки быстро коа-лесцируют или лопаются, и пена практически не образуется. Для стабилизации пен в жидкость вводят ВМС (белки, танид), которые, адсорбируясь на поверхности раздела газ — жидкость, образуют механически прочные студни. Стабилизируют пены также с помощью поверхностно-активных веществ, главным образом полуколлоидов, молекулы которых имеют полярные и неполярные группы (например, стеарат или пальмитат натрия, некоторые красители). Адсорбируясь и ориентируясь на поверхности раздела жидкость — газ, они образуют поверхностные кристаллы высокой механической прочности. Стабилизаторы пен получили название пенообразователей. Для стабилизации пен используют также так называемые слабые пенообразователи, которые не образуют на поверхности раздела фаз механически прочных структур, а только понижают поверхностное натяжение и тем самым снижают термодинамическую неустойчивость пен. [c.453]

Наряду с пористостью на прочность цементного камня оказывает большое влияние габитус кристаллов. Формирование кристаллического каркаса, состоящего из кубического гидроалюмината СзАНб и обладающего многочисленными термодинамически неустойчивыми контактами срастания, придает структуре цементного камня сравнительно низкую прочность при высокой степени гид-348 [c.348]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология