Распространение энергии дисперсное

Поскольку слипание частиц сопровождается уменьшением свободной энергии дисперсной системы то в течение длительного времени считалось общепризнанным, что коллоидные системы в отличие от истинных растворов термодинамически неустойчивы. Сравнительно недавно возникли сомнения в общности этого положения [4] и Ребиндером были развиты представления о термодинамически устойчивых двухфазных дисперсных системах [5] такие системы могут образоваться, если поверхностная энергия достаточно мала. Они принципиально отличаются от значительно более распространенных термодинамически неравновесных коллоидных растворов. [c.140]

Из элементарных курсов общей химии и физики известно, что вследствие сильно развитой межфазной поверхности гетерогенные дисперсные системы обладают большим избытком свободной поверхностной энергии и, следовательно, являются в принципе неустойчивыми. Позднее мы еще обсудим этот вопрос и покажем, что данное утверждение, которое во многих случаях не вызывает возражений, не настолько правильно, чтобы его абсолютизировать. Возникает вопрос, в какой мере законно применение термодинамических зависимостей к фазовым равновесиям в подобных системах. Гетерогенная дисперсная система может приобретать за счет замедляющих кинетику факторов известную устойчивость, позволяющую ей существовать в дисперсном состоянии достаточно долгое время. В течение этого времени вследствие молекулярного переноса (например, благодаря диффузии) устанавливается такое распределение ее компонентов в объеме и около межфазной поверхности, которое практически соответствует равновесию. Очевидно, что возникающее при этом состояние можно анализировать на основе соответствующих термодинамических представлений. В дальнейшем при рассмотрении вопроса об устойчивости лиофобных коллоидов мы увидим, что такая устойчивость действительно существует и именно этим объясняется широкое распространение подобных систем в природе и технике. Если какая-либо жидкость диспергирована в газе или п другой жидкости, то состояние относительного равновесия, о котором мы говорили выше, придает частицам термодинамически устойчивую форму — форму с наименьшей поверхностью, которая в простейшем случае является сферической. Не будем приводить других аргументов в пользу приложимости термодинамики равновесных систем к дисперсным гетерогенным системам и перейдем к рассмотрению самой термодинамики гетерогенных систем. [c.75]

Вместе с тем во многом еще остаются нерешенными и возникают все новые интересные вопросы, важные для науки и для народного хозяйства. Сюда можно отнести следующие анализ специфических явлений коррозии под напряжением в металлах и неметаллах, в значительной степени близких по своей природе к адсорбционному понижению прочности дальнейшие количественные исследования зависимости избирательности влияния среды от характера межатомных взаимодействий, особенно в микроскопическом аспекте всестороннее изучение роли структуры материала, в том числе структуры современных высокопрочных материалов в проявлении адсорбционных эффектов детальный анализ неравновесных процессов, в частности явлений переноса на межфазных границах в проявлении адсорбционного понижения свободной поверхностной энергии и прочности твердых тел продолжение экспериментальных и теоретических исследований пластифицирующего влияния среды и расшифровка дислокационного механизма этого эффекта отыскание путей для решения таких важных практических задач, как облегчение разламывания и дробления льда, облегчение механической обработки различных твердых и труднообрабатываемых материалов и, наоборот, устранение адсорбционного понижения прочности деталей в условиях их эксплуатации в разнообразных машинах и конструкциях защита от адсорбционного понижения долговечности различных дисперсных пористых тел — строительных материалов, катализаторов, сорбентов более интенсивное распространение исследований на некристаллические материалы — неорганические стекла, полимерные материалы и в последующем на биологические объекты дальнейшее количественное развитие [c.172]

Теоретическое рассмотрение показывает, что экспериментально определенные изменения модуля и степени набухания являются прямым следствием увеличенных значений отношения е/[. В случае прочности при растяжении ситуация более сложная. В гл. 3, посвященной ударопрочным смесям, было указано, что включение каучуковой фазы увеличивает ударную вязкость благодаря тому, что присутствие частиц каучука способствует ветвлению микро- и макро-трещин и тем самым диссипации энергии деформирования, не вызывая разрушения. В усиленном каучуке может наблюдаться аналогичное явление, но с тем отличием, что дисперсная фаза является более жесткой, чем непрерывная. Наличие агломератов или цепных структур из частиц наполнителя в среде с переменным модулем может изменять обычное распространение трещины разрушения, вызывая ее деление на более мелкие, менее опасные трещины. Это обычно способствует рассасыванию больших концентраций напряжений и предупреждает катастрофическое разрушение (см. также гл. 12). [c.272]

Наиболее важные и распространенные дисперсные системы — твердые тела, относящиеся к связнодисперсным системам, т. е. к системам с твердой дисперсионной средой. Для твердых тел устойчивость и коагуляция не столь характерны, как для свободнодисперсных систем. Все же в лиофобных твердых дисперсных системах протекают процессы, хотя и очень медленно, сопровождающиеся уменьшением поверхностной энергии, например медленные процессы перекристаллизации, изотермической перегонки (их относят к процессам старения материалов). [c.393]

Дисперсные наполнители полимеров используют главным образом для снижения стоимости и улучшения технологических свойств эпоксидных материалов. В литературе имеется достаточно большая информация о механических и адгезионных свойствах наполненных дисперсными частицами термореактивных композиций. Установлено [ИЗ— 120], что введение порошковых наполнителей снижает разрушающее напряжение при растяжении и изгибе, увеличивает предел текучести при сжатии и сдвиге и модуль упругости. Влияние наполнителей на поверхностную энергию разрушения имеет сложный характер, в отдельных случаях достигается ее резкое возрастание. При этом повышение устойчивости к распространению трещин в абсолютных значениях может быть не очень большим, однако вследствие низкой поверхностной энергии разрушения ненаполненных полимеров при наполнении она может возрастать в два-три раза, что имеет важное практическое значение. [c.116]

Создание барьера для распространения пламени. Введение в полимер частиц дисперсной фазы препятствует распространению пламени в процессе горения вследствие дополнительных затрат тепловой энергии на нагревание порошкообразных частиц и уменьшения температуры ниже критической точки. Белл и Цезар [27] объяснили уменьшение скорости распространения пламени в таких системах образованием радикалов НОО-с низкой реакционной способностью при взаимодействии кислорода с радикалами Н-вблизи твердой поверхности вместо радикалов НО-при взаимодействии радикалов Н-с кислородом на твердой поверхности. [c.336]

Наряду с алгебраическими моделями в последнее время широкое распространение для описания турбулентного переноса импульса и тепла в дисперсной фазе получили дифференциальные модели. Данные модели основаны на использовании уравнений баланса энергии пульсаций дисперсной фазы или вторых моментов пульсаций скорости и температуры частиц. [c.47]

При распространении акустической волны, вследствие различных тепловых свойств дисперсионной среды и дисперсной фазы, между ними происходит теп.лообмен, который приводит к дополнительному поглощению акустической энергии а . Этот факт был теоретически исследован Исаковичем [34]. При распространении звука в гомогенных жидкостях изменение температуры происходит адиабатически. Изотермические сжатия и разрежения могут быть заметны лишь на высоких частотах (порядка 10 МГц), при которых температурная волна (Хт) соизмерима с Я. В эмульсиях же при г X температура дисперсной фазы и дисперсионной среды при адиабатических сжатиях и разрежениях меняется по-разному. Это должно приводить к теплообмену между фазами и соответственно к дополнительному затуханию — термическому поглощению. Значение термического поглощения на высоких частотах Исакович определяет выражением [c.222]

В химической технологии наибольшее распространение имеют гетерогенные дисперсные системы, характеризующиеся наличием поверхности раздела между разными фазами — твердыми, жидкими, газообразными. Чаще всего вибрационной обработке подвергаются дисперсные системы типов твердая дисперсная фаза — газовая дисперсионная среда (Т — Г), сюда относятся в первую очередь сыпучие материалы твердая дисперсная фаза — жидкая дисперсионная среда (Т—Ж, Т—Ж—Т), представителями которой являются суспензии эмульсии (Ж —Ж). Следует отметить, что дисперсные системы вследствие сильно развитой межфазной поверхности раздела обладают рядом особых характерных свойств избытком свободной энергии, повышенной химической активностью и адсорбционной способностью и термодинамически неустойчивы. Целенаправленное вибрационное воздействие на дисперсную систему способствует проявлению этих свойств для достижения заданного технологического эффекта. [c.15]

Из данных табл. 29 видно, что адгезионные свойства могут проявляться у полярных соединений, а также в случае проявления водородной связи. Суммарная энергия молекулярных связей (электростатической, индукционной и дисперсной) для воды достигает заметной величины — И ккал моль. Это, видимо, и определяет широкую распространенность воды в качестве жидкости затворения. [c.101]

Ряд интересных задач, важных, в частности, для исследований по защите от акустического шума и вибраций, появляется при изучении распространения энергии из одной точки в другую по г трактам (рис. 6.1). В этом случае вычисление частотной характеристики, определяющей зависимость наблюдений на входе и выходе, позволяет правильно определить общую меру линейной связи между входной и выходной величинами, но не дает возможности оценить вклад отдельных трактов. Для решения таких задач в первую очередь необходимо четко различать дисперсное и бездисперсное распространения энергии, т. е. зависит ли скорость распространения энергии от частоты. Некоторые типы распространения энергии дисперсные примерами могут служить волны на поверхности океана или же волны изгиба в конструкциях. Однако во многих других случаях процесс распространения энергии можно считать бездисперсным, например электромагнитное излучение и продольные волны (волны сжатия) в различных средах, в том числе в воздухе и воде (акустический шум). [c.130]

Для хрупк1 х, наполненных дисперсными частицами композиций, модель Лэнга объясняет начальное возрастание поверхностной энергии разрушения с увеличением объемной доли наполнителя, уменьшением расстояния между частицами. Лэнг и Рэдфорд также показали, что эффективность задержки распространения трещины дисперсными частицами зависит от накладывания полей напряжений, обусловленных фронтом трещины и его движением между частицами и вокруг них, и следовательно, от размеров частиц. Они пришли к выводу, что меньшие по размеру частицы наполнителя менее эффективны, чем крупные и что при постоянном расстоянии между частицами энергия разрушения композиций, наполненных более крупными частицами, выше. Эванс подтвердил эти предположения математическими расчетами. Эксперименты также показали, что энергия разрушения композиций возрастает при увеличении размера частиц наполнителя. На рис. 2.23 показаны данные Лэнга и Рэдфорда, приведенные Эвансом совместно с его теоретическими расчетами зависимости энергии разрушения наполненных композиций от размера частиц и расстояния между ними, ранее показанными на рис. 2.22. Хорошее соответствие экспериментальных и расчетных данных получено вплоть до объемных долей наполнителя, при которых достигается максимальная поверхностная энергия разрушения. [c.77]

Для описания явлений четвертого уровня иерархической структуры ФХС могут быть использованы методы статистической теории механики суспензий, гидромеханические модели, основанные на представлениях о взаимопроникающих многоскоростных континиумах, методы механики взвешенных, кипящих дисперсных систем модели, построенные на основе математических методов кинетической теории газов, и др. В частности, для ФХС с малыми параметрами (давлениями, скоростями, температурами, напряжениями и т. д.) при описании процессов в полидисперсных средах эффективен прием распространения метода статистических ансамблей Гиббса на совокупность макровключений (твердых частиц, капель, пузырей) дисперсной среды. Та или иная форма описания стохастических свойств ФХС, дополненная детерминированными моделями переноса массы, энергии импульса в пределах фаз, в итоге приводит к общей математической модели четвертого уровня иерар- [c.44]

При взаимодействии макроскопических тел в конденсированной среде аддитивное приближение оказывается менее удовлетворительным, чем при взаимодействии в вакууме. Флуктуация заряда в объеме одного из тел индуцирует дипольные моменты не только у молекул другого тела, но и у молекул находящейся в зазоре жидкости. В свою очередь,индуцированные диполи второго тела взаимодействуют не только с первичными диполями первого тела, но и с индуцированными диполями жидкой среды, находящейся между ними [186]. В результате возникает необходимость учета влияния среды на межчастичное взаимодействие в дисперсных системах, в частности, на распространение ловдоновского поля между элементами макроскопических тел и учет конечности величины притяжения частиц средой [187]. Наличие жидкой среды уменьшает силы взаимодействия между частицами, которые в этом случае даже при сравнительно больших R не всегда являются только дисперсионными[188]. Так, резонансная энергия должна вносить существенный вклад в суммарную энергию межчастичного взаимодействия в жидкой среде, особенно если она представлена аромати- [c.99]

Наибольшее распространение получили методы сед имен-тационного анализа, основанные на определении скорости оседания частиц под действием силы тяжести. Применение этих Методов возможно для, дисперсных систем, содержащих частицы, кинетическая энергия которых недостаточна для противодействия силе тяжести. При оседании полиднсперсной суспензии частицы большего размера будут иметь большую скорость по сравнению с частицами меньшего размера. Мелкие Частицы под действием силы тяжести оседают очень медленно, Что ограничивает применение этих методов к высокодисперсньш системам. [c.8]

Решение поставленных задач в научном плане обеспечивается комплексным теоретическим и экспериментальным изучением влияния механического удара на геометрические размеры, структурные и термодинамические характеристики дисперсных веществ. В том числе исследованием механизма возбуждения колебаний атомов механическим ударом, приводящего к образованию дефектов рассмотрением процессов измельчения и распространения трещин в хрупких материалах изучением явления фрак-тоэмиссии на стадии измельчения и механизма передачи энергии механического удара кристаллической решетке по завершении стадии измельчения. Практическое применение экспериментальных данных по механической активации веществ в дезинтеграторе осуществляется использованием механически активированной серы в реакциях синтеза серосодержащих продуктов. [c.6]

Проблема лиофильности дисперсных систем, т. е. родственности дисперсной фазы и дисперсионной среды (при сохранении границ их раздела, т. е. гетерогенности системы) представляет собой весьма широкую, многоплановую проблему коллоидной химии и распространяется на самые разнообразные объекты от дисперсий высокомолекулярных соединений и мицеллообразующих поверхностно-активных веществ до дисперсий глинистых минералов и коллоидных растворов графита в чугуне. Эта проблема включает, в частности, связь лиофильности и величины удельной поверхностной энергии а на границе раздела фаз, совокупность вопросов о процессах самопроизвольного диспергирования с образованием коллоидно-дисперсных систем, связь лиофильности и агрегативной устойчивости в относительно мало концентрированных системах, тогда как в концентрированных системах речь идет о соотношении лиофильности и облегчения вязко-пластического течения сюда примыкают и такие явления, как невытес-няемость смазки в узлах трения, распространение жидкой фазы по границам зерен в геологических процессах и т. д. [c.35]

Растворы ПАВ молекулярно-дисперсны вплоть до ККМ, что четко подтверждается результатами измерений осмотического коэффициента [И]. Коллигативные свойства растворов ПАВ также вплоть до ККМ отклоняются от свойств идеальных одноодновалентных электролитов не более чем на 5% [12]. Но, как показали измерения эквивалентной электропроводности [11, 13], некоторые ПАВ образуют димеры. Процесс димеризации, не очень распространенный в растворах ПАВ, сильно зависит от их молекулярной структуры. Если углеводородная цепь достаточно длинна, свободная энергия системы в результате димеризации уменьшается. Для того чтобы уравновесить электрическое отталкивание при сближении двух ионных групп и уменьшение энтропии поступательного движения примерно на 20 э. е., необходима большая площадь контакта между двумя углеводородными цепями и достаточная концентрация молекулярно-диспергированного вещества. Поэтому димеризация облегчается с ростом длины углеводородной цепи. Содержание димера возрастает с увеличением объемной концентрации вплоть до ККМ, оставаясь при дальнейшем росте концентрации почти неизменным. Димериза-цию не следует рассматривать как начало мицеллообразования, так как образование димера из мономера является результатом образования водородных связей аналогично тому, что имеет место для уксусной кислоты в газовой фазе. Когда пар становится насыщенным, начинает выделяться жидкая уксусная кислота, находящаяся в равновесии с мономером и димером. Образование мицелл можно рассматривать подобно этому процессу разделения фаз [14], за исключением того, что в мицеллах объединяется конечное, а не бесконечно большое число частиц. На такой модели основываются многие теории мицеллообразования, причем в соответствии с таким представлением активность ПАВ выше ККМ должна быть практически постоянной. Это подтверждает зависимость поверхностного натяжения от концентрации, ясно показывающая, что выше ККМ активность ПАВ действительно постоянна. При этом в уравнении изотермы адсорбции Гиббса [c.15]

Слой дисперсного материала, твердые частицы которого приобретают подвижность одна относительно другой вследствие обмена энергией с потоком газа (ожижающим агентом), называется псев-доожиженным или псевдокипящим (часто называют просто кипящим) слоем, так как он обнаруживает свойства, аналогичные свойствам жидкостей. Сушка в кипящем слое в последние годы получила широкое распространение в различных отраслях химической промышленности, что обусловлено нреимуществами этого способа по сравнению с другими видами сушки интенсивное перемешивание твердых частиц и теплоносителя, большая поверхность контакта фаз и простота конструкции сушилки [205]. [c.190]

С, Лс2 — 700— —740° С, М — 180-150° С, — 80—60° С. Испытания на циклическое растяжение гладких и надрезанных образцов показали преимущество М. с. перед наиболее распространенной среднелегированной сталью марки ЗОХГСНА. Поверхностное упрочнение М. с. осуществляют азотированием, при к-ром одновременно происходит старение. Азотированием стали марки Н18К9М5Т при т-ре 450—560° С в течение 48 ч получают упрочненный ( 900 Я У) слой глубиной 0,20—0,25 мм. Частично заменяя никель хромом, улучшают коррозионные св-ва М. с. Сопротивление коррозии под напряжением этих сталей превосходит сопротивление не-ржавеющих сталей мартенситного класса при одинаковом уровне напряжений. Высокая прочность М. с.— суммарный результат реализации трех процессов упрочнения образования твердого раствора замещения, сдвигового (мартенситного) механизма гамма альфа-превращепия и распада пересыщенного твердого раствора (мартенсита), сопровождающегося образованием сегрегаций и (или дисперсных частиц интерметал-лидных фаз. Прочность М. с. обусловливается в основном сдвиговым механизмом гамма -> альфа-превращения и распадом пересыщенного твердого раствора. Высокое сопротивление хрупкому разрушению М. с. связано со значительной вязкостью основы (мартенсита), вызванной легированием сталей никелем и кобальтом — элементами, уменьшающими энергию взаимодействия атомов внедрения с дислокациями и сопротивление движению дислокаций со стороны решетки. Низкое содержание углерода и др. примесей уменьшает плотность точек закрепления дислокаций. Большая плотность дислокаций в основе, служащих центрами зарождения частиц второй фазы и способствующих диффузии атомов легирующих элементов, благоприятно влияет на распределение дисперсных [c.775]

Некоторые исследователи пытались распространить теорию реуглярных растворов на смеси, содержащие полярные компоненты, но поскольку рассматривался ограниченный класс компонентов, то такое распространение имеет только полуколи-чественный xapaiKTep. При расширенин теории регулярных растворов полагали, что плотность энергии сцепления может быть разделена на отдельные составляющие от неполярных (дисперсных) и полярных сил [c.299]

Распыление центробежными дисками имеет значительные преимущества по сравнению с другими способами и находит наиболее широкое распространение в промышленности. Диски позволяют распылять растворы с высокой вязкостью, включая грубодисперсные суспензии и пасты, обеспечивая при этом равномерный распыл и надежность в работе, так как они не имеют малых отверстий для прохода раствора и не засоряются. При распылении дисками можно изменять производительность в пределах 25% без существенного изменения дисперсности и факела распыла. Расход энергии невелик (5... 10 кВт на 1 т раствора). Следует отметить высокую стоимость распыливающего механизма и необходимость тщательного обслуживания, так как при дебалансировке может произойти выход из строя дискового распылителя, а в некоторых случаях -и самой сушильной камеры. [c.494]

Таким образом, при воздействии вибрации на структурированную дисперсную систему, если интенсивность вибрации выше критической величины /о, происходит резкое снижение вязкости системы вследствие разрушения ее структуры. Используя аналогию структуры дисперсной системы и кристаллической решетки твердого тела, можно описать это явление, интерпретируя, его как плавление квазикристаллической решетки при повышении эффективной температуры % = %v + kbT. Здесь Эи составляет величину порядка кинетической энергии хаотического движения частиц, которую они получают от внешнего источника,, например, при вибрации или при ожижении системы в результате пропускания через ее слой потока дисперсионной среды. Последний способ особенно распространен при создании исевдо-ожиженных слоев порошков. Возможно также комплексное влияние различных внешних воздействий, тогда 0 может быть оценена как сумма соответствующих кинетических энергий. Параметры внешнего воздействия, соответствующие эффективному плавлению структуры, например критические интенсивность вибрации /о или скорость подачи газа Uf, можно оценить па формуле [c.93]

Как показано выше, диспергирование твердых материалов путем их механического разрушения может быть осуществлено различными способами. Из пих самым распространенным и наиболее эффективным, особенно для получения высокодисперсных систем, является измельчение с помощыо твердых и массивных, по сравнению с зернами материала, мелющих тел. Мелющие тела приводятся в движение относительно друг друга внешним источником энергии, а зерна материала разрушаются на их поверхности в результате удара, раздавливания или среза. На процесс такого диспергирования наиболее существенное влияние оказывают, во-первых, изменение прочности и пластичности твердых тел в результате взаимодействия их поверхностей с окружающей средой и, во-вторых, взаимодействие частиц друг с другом и влияние среды на характер их взаимодействия. По мере уменьшения размеров частиц (увеличения их удельной поверхности) влияние среды на механические характеристики, большое даже для массивных тел, увеличивается и при тонком измельчении высокодисперсных материалов становится особенно сильным. Эффект взаимодействия частиц друг с другом также возрастает с увеличением их дисперсности. [c.42]

Дробление дисперсных включений кардинально влияет на процессы межфазного обмена в многофазных средах. От условий его реализации сильно зависят длины релаксационных зон установления термодинамического равновесия между фазами, интенсивность выделения энергии в условиях горения взвешенного жидкого топлива, структура и распространение ударных и детонационных волн в газоканельных системах и т. п. [c.165]

В данном параграфе при анализе распространения слабых Б0змущенп11 в газовзвесях, в отличие от 1, более последовательно учтено межфазное взаимодействие, в частности нестацио-иарные эффекты при обмене массой, импульсом п энергией между газом п дисперсными частицами, возникающие в высокочастотных акустических полях. Обсуждается влияние полпдис-персности взвеси. [c.319]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология