Справочник химика 21

Химия и химическая технология

Статьи Рисунки Таблицы О сайте English

Поверхность термодинамические параметры

    Непосредственное взаимодействие, дробление и коагуляция частиц (капель) отсутствуют, отражение частиц (капель) от стенок и движение по ним пленок отсепарированной фазы не рассматривается. Предполагается, что частицы поглощаются стенкой (модель полупроницаемой поверхности). Термодинамические параметры несущей фазы удовлетворяют уравнению состояния идеального газа. [c.33]


    Транспорт компонента разделяемой газовой смеси через пористую основу мембраны осуществляется одновременно несколькими механизмами переноса, в зависимости от структуры матрицы, свойств веществ и термодинамических параметров процесса. В общем случае движение компонентов смеси может вызываться конвективно-фильтрационным переносом, различного вида скольжениями вдоль поверхности пор, объемной диффузией, баро- и термодиффузией, кнудсеновской диффузией (эффузией), поверхностной диффузией, пленочным течением вследствии градиента расклинивающего давления, капиллярным переносом конденсированной фазы в анизотропных структурах. Вещество в порах скелета мембраны, как показано ранее, может находиться в виде объемной газовой фазы, капиллярной жидкости и адсорбированной пленки. Для каждого из этих состояний возможно несколько механизмов переноса, взаимосвязанных между собой. Не все виды переноса равнозначны по своему вкладу в результирующий поток веществу, поэтому при вычислении коэффициента проницаемости необходимо определить условия, при которых те или иные формы движения вещества являются доминирующими [З, 9, 10, 14—16]. [c.54]

    Введенное здесь обозначение (53,у одинаково для объема и поверхности. Более того, поверхность являегся объемом, заключенным между поверхностями и т с контролируемыми термодинамическими параметрами (где Ка велико). Вследствие того что фотон может пройти путь от I к / точно так же, как от / к 1, свойство взаимности справедливо независимо от того, являются ли элементы ( и / поверхностями или один из них или оба являются объемами  [c.501]

    Чтобы не определять границы поверхностного слоя, Гиббс предложил относить все изменения термодинамических параметров в слое по сравнению с объемными фазами к разделяющей повер.хности, не имеющей объема (или толщины). При таком рассмотрении поверхность характеризуется избыточными термодинамическими параметрами, непосредственно отражающими проявление поверхностной энергии. Объемные фазы считают однородными вплоть до разделяющей поверхности (рис. II. 2/). В соответствии с методом избыточных величин энергия Гиббса системы, представленной схематически на рис. II.2, равна сумме энергий Гиббса объемных фаз I(AGi), 2(aG2) и поверхностной энергии Гиббса (as), которая является избыточной  [c.26]

    Величина адсорбции Г для данных адсорбента и адсорбтива зависит от двух термодинамических параметров — температуры Т и давления р прн газообразном адсорбтиве или температуры Т и концентрации С при адсорбции из раствора. Величина Л = Г5о будет зависеть еще от площади поверхности раздела фаз. [c.44]


    Фазовые равновесия определяются соотношением термодинамических параметров (концентрации, температура, давление напряженность магнитного поля, напряженность электриче ского поля) и описываются основным уравнением, предложен ным Р. Клаузиусом (а до него — Б. Клапейроном), и формулой выведенной в 1876 г. Дж. Гиббсом и получившей название прави ла фаз. Эта формула связывает число так называемых термодина мических степеней свободы (в дальнейшем будет применяться более короткий термин степень свободы ), число независимых компонентов и число фаз системы. Фазой называется однородная часть системы (или совокупность гомогенных частей системы любого макроскопического объема), обладающая одинаковыми интенсивными свойствами и отделенная от других частей системы поверхностью раздела. Например, система из насыщенного раствора хлорида калия и монокристалла хлорида калия состоит из двух фаз. Если вместо монокристалла в системе будет порошок кристалликов хлорида калия, то все эти кристаллики вместе составят одну фазу, так как они представляют собой совокупность частей системы, одинаковых по всем интенсивным свойствам. [c.107]

    Гетерогенными системами называются системы, в которых однородные части отделены друг от друга поверхностью раздела. Примерами таких систем служат жидкость — пар, вода — лед. Допустим, что рассматриваемые системы подвергаются действию только температуры и давления, а другие внешние факторы отсутствуют (электрическое или магнитное поле). Такие системы описываются числом фаз Ф, числом компонентов К и числом степеней свободы С. Фазой называется однородная во всех точках по химическому составу и физическим свойствам часть системы, отделенная от других гомогенных частей системы поверхностью раздела. Любая система, содержащая более одной фазы, является гетерогенной. Числом независимых компонентов в системе называется наименьшее число индивидуальных веществ, при помощи которых можно описать состав каждой фазы в отдельности. Числом степеней свободы системы называют число термодинамических параметров, определяющих ее состояние, которые можно произвольно менять в определенных пределах без изменения числа фаз. К этим параметрам относятся температура, давление и концентрация веществ. [c.58]

    Графически уравнение ф(Р, V, Г)=0 является уравнением поверхности, построенной на трех взаимно перпендикулярных осях, каждая из которых соответствует одному термодинамическому параметру. Поэтому любое равновесное состояние системы, определяемое некоторой совокупностью числовых значений параметров, изобразится точкой, лежащей на полученной термодинамической поверхности. Такая точка называется фигуративной, а поверхность— характеристической. При изменении состояния системы фигуративная точка перемещается на поверхности, описывая некоторую кривую. [c.17]

    Таким образом, термодинамическая поверхность представляет геометрическое место точек, изображающих равновесные состояния системы в функциях от термодинамических параметров. [c.17]

    Это затруднение было преодолено Гиббсом. Он отказался от рассмотрения толщины поверхностного слоя как термодинамического параметра системы с поверхностями раздела. Гиббс сравнивал реальную систему с поверхностями раздела и систему тогО же объема при той же температуре, в которой плотности (концентрации) таких же объемных фаз не изменяются вплоть до поверхностей раздела. Это ему позволило трактовать все изменения, вызываемые наличием поверхности раздела в соприкасающихся объемных фазах, как избытки (положительные или отрицательные) в термодинамических свойствах реальной системы с поверхностью раздела по сравнению с этими свойствами в системе сравнения. [c.129]

    Вопросы термодинамики равновесия и устойчивости дисперсных систем рассматривались в работах Фольмера, Лэнгмюра, Онзагера и других ученых. Общие термодинамические соотношения, характеризующие процесс диспергирования, даны в работах Ребиндера, Щукина, Русанова и Куни . В этих работах на основе объединения гетерогенной трактовки дисперсных систем ( фазовый метод) и гомогенной ( квазихимический метод), где частицы рассматриваются в качестве гигантских молекул, получены выражения для химических потенциалов и других термодинамических параметров частиц. Показано, что самопроизвольное диспергирование конденсированных фаз возможно, если возрастание свободной энергии, связанное с увеличением поверхности при диспергировании, компенсируется (как было уже сказано) величиной, обусловленной ростом энтропии смешения (включением частиц в броуновское движение). [c.238]

    В этих работах на основе объединения гетерогенной трактовки дисперсных систем ( фазовый метод) и гомогенной ( квазихимический метод), где частицы рассматриваются в качестве молекул, получены выражения для химических потенциалов и других термодинамических параметров частиц показано, что самопроизвольное диспергирование конденсированных фаз возможно, если возрастание свободной энергии, связанное с увеличением поверхности при диспергировании, компенсируется (как было уже сказано) величиной, обусловленной ростом энтропии смещения (включением частиц в броуновское движение). [c.229]


    Тепловой поток дь на межфазной границе Не-П — пар определяется лишь термодинамическими параметрами системы, такими как температура насыщения Та и глубина А погружения нагревателя в жидкости и не зависит от формы и размера нагревателя, плотности теплового потока на его поверхности дт и температуры поверхности Г . Подход к расчету плотности теплового потока дь на межфазной границе Не-П—пар на основе теории неравновесных процессов испарения— конденсации содержится в [14], экспериментальное подтверждение этого подхода—в работе [15]. [c.250]

    Рассмотрим капельную конденсацию пара на твердой поверхности диска радиусом температура которой поддерживается постоянной Т = Т,Х из полупространства (г > 0), заполненного парогазовой средой с постоянными во времени термодинамическими параметрами (см. рисунок, а). В произвольный момент времени 1 в области поверхности конденсации, поперечник которой мал по сравнению с характерным линейным масштабом самой поверхности, будет находиться капель конденсата в общем случае разных размеров (N — количество капель на единице площади поверхности, 85 — площадь указанного элемента поверхности). [c.156]

    Существование семейства разделяющих поверхностей приводит к концепции семейства двух типов термодинамических параметров расстояния относительно пар поверхностей. Параметры первого типа имеют чисто термодинамический характер (см. [1, стр. 236 и 2661). Гиббс указывал, что хотя величина (ду/дР)т представляет уменьшение объема , связанное с удельным расширением межфазной поверхности, она также характеризует и расстояние между двумя разделяющими поверхностями, а именно поверхностями, для которых Гх = О и Гг = 0. Эта идея недавно была проверена более детально [18] для двухфазной системы, содержащей поверхностно-активное вещество в качестве третьего компонента. [c.68]

    Исследование химических реакций имеет два основных аспекта 1) вычисление термодинамических параметров, 2) анализ механизма реакции расчет активационных параметров, выявление оптимального пути реакции и структуры переходного состояния Вычислительные трудности, связанные с определением вида потенциальных поверхностей в широкой области изменения относительных координат ядер, приводят к тому, что на практике находятся лишь отдельные участки путей химических реакций при переходе от одних заранее отобранных стабильных состояний системы к другим Такие расчеты стали массовыми, и примеры их можно найти во многих работах [c.321]

    Для осуществления целенаправленного процесса гидротермального синтеза кристаллов кварца выбор растворителя в сочетании с определением оптимальных термодинамических параметров кристаллизации имеет определяющее значение. Прежде всего для получения пересыщений, обеспечивающих необходимые скорости роста кристаллов, необходимо подобрать растворитель и такую область термобарических параметров, при которых кристалл термодинамически устойчив и достаточно растворим. Для того, чтобы растворение шихты не ограничивало скорости роста затравок, необходимо обеспечить такую величину поверхности кварцевой шихты, которая в достаточной мере (не менее чем пятикратно) превышала бы величину общей поверхности всех кварцевых затравок. Величина температурного перепада между значениями температур камер растворения и роста должна обеспечивать достаточную интенсивность свободного конвективного массообмена раствора в объеме автоклава, причем интенсивность конвективного переноса не должна лимитировать скорость роста кристаллов. [c.30]

    И из уравнений (111.10) и (111.12) избыточные значения всех термодинамических параметров тонкой прослойки в функции ее толщины — свободной энергии, энтропии (следовательно, и полной внутренней энергии), масс компонентов. Поэтому П можно считать характеристической функцией тонкого, не гиббсовского, слоя жидкости, ни одна часть которого не обладает интенсивными свойствами объемной фазы. Ввиду этого особое значение имеет общее прямое определение расклинивающего давления. Оно состоит в следующем [4, 7] Расклинивающее давление есть разность между давлением на обе поверхности тонкого слоя (оно может быть и отрицательным, т.е. сводиться к притяжению) и давлением в объемной фазе, частью которой он является и с которой находится в состоянии термодинамического равновесия . Это определение расклинивающего давления применимо к любым жидким или газообразным прослойкам (и даже [c.23]

    При отсутствии сведений о точном положении поверхности натяжения на основании термодинамических уравнений можно сделать лишь ряд качественных выводов о влиянии искривления поверхности на параметры состояния. Обсудим некоторые из них. [c.176]

    Ни один физико-химик не сомневается в том, что грубую суспензию следует рассматривать как двухфазную систему. Величина поверхности раздела фаз является в этом случае важнейшим термодинамическим параметром, характеризующим поведение системы. Кривизна поверхности практически не играет никакой роли. Рассмотрим изменение свойств системы при увеличении степени дисперсности. От грубой суспензии мы перейдем в область коллоидных систем, в которых поверхность раздела фаз по-прежнему играет основную роль. [c.232]

    Как видно из приведенных данных, применение термодинамики для изучения структуры наполненных полимеров ограничивается пока небольшим числом примеров, а термодинамическая.модель, которая позволила бы связать термодинамические характеристики наполненного полимера с термодинамическими параметрами свободного полимера или его раствора, еще не создана. Между тем совершенно очевидно, что дальнейшее изучение термодинамики процессов, происходящих при наполнении, представляет большой интерес для оценки прочности связей, возникающих на поверхности, и вклада энтропийных эффектов в снижении гибкости полимерных цепей вблизи границы раздела. [c.33]

    Однако рассмотрение условий равновесия жидкости на поверхности твердых тел только с позиций законов капиллярности не дает возможности полностью описать поведение жидкого адгезива. Например, наименьшим значениям у и угла смачивания не всегда соответствует максимальная высота поднятия жидкости в капилляре или зазоре. Кроме термодинамических параметров в реальных условиях приходится учитывать вязкость жидкости, т. е. принимать во внимание динамику процесса смачивания и растекания. [c.114]

    Итак, проблемы, возникающие при формировании адгезионного контакта, весьма разнообразны. С одной стороны — это вопросы смачивания и растекания, связанные с термодинамикой адгезии и частично рассмотренные в гл. II. Однако применение термодинамических параметров к реальной системе адгезив — субстрат осложнено рядом обстоятельств. Во-первых, любая твердая поверхность обладает микрошероховатостью. Процессы смачивания и растекания в реальных условиях развиваются во времени, и шероховатость поверхности оказывает влияние на кинетику этих процессов. Во-вторых, важнейшим фактором, определяющим кинетику этих процессов, являются реологические свойства адгезива. [c.145]

    Далее, поскольку глубокий механизм каталитических реакций — как гетерогенных, так и гомогенных — является электронным, то к их описанию можно приложить весь сегодняшний арсенал квантовой химии. Сюда относятся расчеты электронной структуры молекул, их реакционной способности, потенциальных поверхностей реакции и т. д. Специфика гетерогенного катализа, однако, состоит в том, что при контактных процессах в электронном механизме реакции непосредственное участие принимают твердые тела. Корректный учет взаимодействия субстрата с поверхностью катализатора значительно усложняет задачу, требует привлечения аппарата теории энергетической зонной структуры, теории поверхностных состояний и т. н. Несмотря на указанную трудность, число работ по квантовой химии гетерогенного катализа постоянно растет. И хотя в настоящее время такие работы чаще всего посвящены исследованию сравнительно небольших сорбционных комплексов или простейших модельных реакций, несомненно, что уже в недалеком будущем квантово-химические расчеты найдут широкое применение в прогнозировании гетерогенных катализаторов для процессов, представляющих практический интерес. На решение этой же задачи нацелены и широко развиваемые теперь методы корреляции кинетических и термодинамических параметров. К гетерогенно-каталитическим реакциям с учетом их некоторых особенностей уже применяют с определенным успехом уравнения линейных соотношений типа Бренстеда, Гаммета — Тафта, Воеводского — Семенова и аналогичные. Широко [c.5]

    В настоящее время методы испарения со свободной поверхности и эффузии из ячейки являются наиболее изученными и надежными методами определения термодинамических параметров пара слаболетучих соединений. [c.67]

    Основная идея термодинамики Гиббса состоит в том, что поверхностная область представляется в виде отдельной фазы, которая обладает своими термодинамическими параметрами, отличными от объемных параметров в обеих фазах. Квантово-статистические исследования рассматривают поверхностный слой как область между двумя фазами, в которой любые термодинамические или какие-либо другие величины изменяются непрерывно на протяжении всего поверхностного слоя, оставаясь постоянными в глубине контактирующих друг с другом фаз. В квантово-статистических представлениях в качестве основной переменной, определяющей поверхностные свойства, выступает плотность свободных электронов металла, распределение которой вблизи поверхности металла неоднородно. Более того, часть электронного облака выступает за пределы поверхности металла, участвуя во взаимодействиях с контактирующей средой. В подобной ситуации трудно себе представить, что электроны проводимости металла ие дадут заметного вклада в свойства границы металл жидкость. Чтобы [c.296]

    Пористость и дисперсность определяют удельную поверхность адсорбентов, с увеличением которой растет количество извлекаемого вещества на единицу массы (или объема) адсорбента — емкость адсорбента. При одной и той же массе адсорбента с ростом удельной поверхности соответственно уменьшается равновесная концентрация в объеме раствора [см. уравнение (III. 11)]. Удельная поверхность в этом случае выступает в роли термодинамического параметра дополнительно к давлению и температуре. Эффект увеличения удельной поверхности часто используется, напрн мер, при извлечении поверхностно-активных веществ с помощью эмульгирования или пенообразованпя. При этом резко возрастает межфазная поверхность (дисперсность) и соответственно увеличи-< Бается количество извлекаемого ПАВ из объемной фазы. Механи ческим способом снимают всплывающую пену, а с ней и извлекаемое ПАВ. [c.145]

    В докладе обсуждается методика измерения термодинамических параметров углерода на основе исследования оптико-акустических с налов при импульсном лазерном нагреве. Воздействие коротких лазериьк импульсов через оптически прозрачную и акустически жесткую среду на поверхность образш приводит к динамическому изменению температуры и давления в зоне воздействия. При значениях интенсивности лазерного пучка Ф - 1-10 Дж/см достижима область значений термодинамических параметров Р 10 -10 Па, Т 10 -10 К. Измерение генерируемьга при этом акустических импульсов позволяет определить абсолютные значения давления в зоне воздействия. В свою очередь, измерение излучения поверхности скоростным пирометром позволяет определить температуру. Таким образом, одновременные измерения P(t), T(t) позволяют проследить за изменением термодинамического состояния в динамике импульсного воздействия. Особенности этих зависимостей несут информацию об условиях фазовых переходов, в частности, фафит - жидкий углерод. [c.107]

    Классическая термодинамика гетерогенных систем является неполной главным образом в двух отношениях. Во-первых, она не принимает во внимание флуктуаций, роль которых растет с повышением дисперсности. Во-вторых, выше известной степени дисперсности становится не вполне корректной приложимость основного допущения Гиббса о независимости термодинамических параметров, характеризующих межфазную поверхность, от размеров фаз и кривизны их поверхностей. Однако вместо вопроса о том, до каких минимальных размеров частиц можно еще говорить о наличии у них фазовой поверхности и соответствующего поверхностного натяжения, целесообразно поставить вопрос о том, как изменяется величина поверхностного натяжения при уменьшении размеров очень малых частиц. Очевидно, что вследствие дискретной молекулярной структуры вещества нeвoз южнo избежать скачка в его свойствах при переходе к молекулярной степени дисперсности, но все же можно попытаться подойти поближе к этой границе. [c.89]

    С помощью термодинамической поверхности и — V — 5 можно графически представить не только энергию, энтропию, объем, температуру и давление, но без труда найти и другие термодинамические параметры состояния. Действительно, из равенств Ат = ZAdm тс = tg А/ gi = 7 5 и Ы = .ЬА1  [c.112]

    Гиббсом были получены не только условия равновесия объемных фаз при наличии поверхностей раздела, но и основные (фундаментальные, как он их назвал) уравнения,. связывающие между собою в дифференциальной форме поверхностные термодинамические параметры. Для внутренней энергии объемной фазы справедливо фундаментальное уравнение йи = = Тс18—рсг1/+2м.1(1/гг. Аналогичное фундаментальное уравнение для поверхностной внутренней энергии в случае плоской поверхности имеет вид  [c.142]

    Разработана оригинальная методика и впервые проведен синтез фосфатов на поверхности каолинита и мусковита - основных минершюв глинистых руд, изучено растворение синтезированных продуктов в серной кислоте. Сопоставлением кинетических и термодинамических параметров выщелачивания РЗЭ из модельных и природных образцов показано, что вероятной формой существования РЗЭ в глинистых рудах являются маловодные аморфные фосфаты. [c.76]

    Жидкие включения в наросшем материале возникают в результате а) блокирования поверхностей роста макрочастицами б) регенерации поверхностей многоглавого и ребристого роста в) продолжения каверн и каналов затравки в наросший слой г) отталкивания частиц жидких, несмешивающихся с рабочим раствором фаз, оседающих на растущие грани д) залечивания сингенетич-ных трещин е) изменений термодинамических параметров в процессе выращивания, вызывающих резкое увеличение относительной скорости роста граней с/г. [c.128]

    Естественно ожидать, что в быстрых процессах динамические свойства будут иметь большее значение, чем равновесные. В качестве примера рассмотрим мощность, необходимую для образования эмульсии. Допустим, что масло (межфазное натяжение а = 1 дин/см) должно быть заэмульгировано со скоростью —500 л/ч. Если капли имеют радиус порядка 1 мкм, то мощность, которая требуется для образования новой поверхности, составит 5-10 л. с. В более ранней литературе такие расчеты нередки, хотя в действительности требуется мощность порядка 2 л. с. Расхождение обусловлено пренебрежением работой, затрачиваемой на приведение жидкости в движение во время эмульгирования. Используя некоторые простые модели для описания процесса образования эмульсий, можно вычислить потери мощности на преодоление вязкости (Монк, 1952 Субрама-ньям, 1966). Эта величина оценивается от 0,1 до 10 л. с., что соответствует опытным данным. Таким образом, в большинстве случаев процесс разрыва поверхности, по-видимому, вызван явлениями, происходящими в жидкой фазе, с учетом электрических и диффузионных факторов. Объяснение механизма действия облегчается при использовании термодинамических параметров, таких как поверхностная энергия. Природа и концентрация компонентов оказывают косвенное влияние, как и природа поверхности и вязко-эластичные свойства. [c.10]

    Прогнозирование скорости и направления химических реакций методом линейных корреляций в настоящее время широко применяется в синтетической органической химии [1, 2]. Являясь по сути полуэмпирическим методом, он, однако, базируется на ряде теоретически обоснованных положений. Основой применяемых в настоящее время вариантов метода линейных корреляций является принцип линейных соотношений свободных энергий (ЛССЭ), о котором уже упоминалось в предыдущей главе. В общем виде принцип ЛССЭ подразумевает сзтцествование линейных корреляций между термодинамическими величинами, характеризующими равновесие системы такими, как свободная энергия, энтальпия, энтропия, и параметрами, определяющими скорость реакции (энергия активации, предэкспоненциальный множитель). Поскольку, однако, в химических взаимодействиях термодинамические величины в конечном счете определяются энергетикой и вероятностями перехода электронов, то в современном представлении принцип ЛССЭ подразумевает существование линейных корреляций кинетических констант как с чисто термодинамическими параметрами рекции, так и с квантовохимическими характеристиками участников реакции. В основе реакций, протекающих на поверхности гетерогенных катализаторов, лежат общехимические закономерности отсюда следует, что принципы, вполне обоснованные для гомогенных жидкофазных реакций, должны быть также справедливы для гетерогенных каталитических систем даже при высоких температурах. [c.85]

    Таким образом, способ расчета, который применяется при конденсации в ж идкое состояние при постоянной по времени толщине 0 б раз0(вав-щейся пленки конденсата, может быть формально распространен на конденсацию в твердое состояние. В действительности его можно было бы применить только к скребковым конденсаторам, где образующийся слой льда непрерывно соскребается с поверхности, причем на стенке практически остается минимальный слой постоянной толщины б . В общем случае вследствие нестационарности процесса конденсации в твердое состояние использовать при расчете уравнения теплапередачи (218), (219) не удается, так как толщина слоя льда — величина переменная, зависящая от времени и расположения каждого участка поверхности конденсации по отношению к входному сечению. Соответственно температура на поверхности льда и площадь, на которой происходит конденсация,— переменные величины. Теплопроводность льда не постоянная, а зависит от термодинамических параметров, при которых происходило образование льда из водяного пара [16]. В связи с этим целесообразно подойти к расчету конденсатора с точки зрения количества [c.111]

    В 1970 г. А- Н. Фрумкин, Б. Б, Дзмаскин и О. А. Петрий для совершенно соляризуемого электрода ввели понятие полного заряда повеохности (5°5,м, который в отличие от свободного заряда Qsм является термодинамическим параметром и может быть измерен. Полный заряд поверхности определяется (аналогично гиббсовой адсорбции) как электрический заряд, который нужно извне подводить к электроду, чтобы сохранить состояние поверхности при увеличении ее площади на единицу. [c.257]

Смотреть страницы где упоминается термин Поверхность термодинамические параметры: [c.140]    [c.72]    [c.347]    [c.10]    [c.401]    [c.11]    [c.252]    [c.116]    [c.151]    [c.109]    [c.117]   
Вода в полимерах (1984) -- [ c.115 ]



ПОИСК





Смотрите так же термины и статьи:

Параметры термодинамические



© 2025 chem21.info Реклама на сайте