Избыточное поверхностное давление

В пленке остаются только те молекулы и ионы, энергия которых приближается к энергии молекул и ионов на межфазных границах. Стремясь уменьшить эту избыточную поверхностную энергию, они втягивают из объема среды молекулы с меньшей энергией (обозначено стрелками), что приводит к возникновению положительной составляющей расклинивающего давления. К этому следует добавить, что иа мел<фазных границах обычно существуют сольватные и электрические слои, в которых энергия молекул и иоиов значительно понижена. Нарушение этих слоев при сближении частиц резко увеличивает энергию молекул в зазоре и соответственно энергию расталкивания частиц. [c.275]

Процесс спекания можно определить как самопроизвольный процесс ликвидации дефектов и заполнения пор, протекающий в порошках и пористых телах. Главная движущая сила этого процесса — избыточная поверхностная энергия. Спекание начинается при небольших температурах со стадии протекания химических реакций на поверхностях и границах раздела твердофазных реакций. У металлических порошков обычно происходит восстановление оксидных пленок, что обеспечивает непосредственный контакт между частицами металла. С повышением температуры увеличивается давление паров вещества, которые конденсируются в соответствии с уравнением Кельвина в зонах контактов частиц, где имеется отрицательная кривизна поверхности. Скорость переноса вещества в этом случае определяется различными видами диффузии, характерными для пористых тел. [c.390]

Физико-механически связанная вода — это вода, проникшая в поры и крупные капилляры материала и смачивающая его поверхность она может появиться только в результате непосредственного контакта с жидкой фазой и удерживается в макрокапиллярах избыточным капиллярным давлением под действием поверхностного натяжения а, количество же воды, удерживаемой на внешней поверхности зерен, зависит от их гидрофильности и силы тяжести, оно обычно значительно меньше, чем количество воды, проникающей в поры. [c.357]

Величина Г называется избыточной поверхностной концентрацией. Она увеличивается с ростом равновесной концентрации с и уменьшается с ростом температуры, так как процесс адсорбции всегда экзотермичен. Г легко измеряется по убыли концентрации (давления) газа или по прибавлению массы адсорбента. [c.170]

Некоторые жидкости, подобно воде и глицерину, могут продолжать оставаться жидкими, будучи охлажденными ниже нормальной температуры замерзания, температуры, при которой жидкая и кристаллическая фазы данного вещества находятся в равновесии. Кристаллизация начинается с образования чрезвычайно мелкого кристаллика, ядра, которое затем начинает расти. Очень мелкие кристаллики, однако, имеют большую энергию Гиббса, чем крупные, поскольку обладают большей удельной поверхностью избыточная поверхностная энергия и является причиной того, что давление насыщенного пара над мелкими кристаллами превышает давление насыщенного пара над крупными кристаллами, а следовательно, вызывает понижение температуры плавления. Замерзание происходит быстро, если небольшие кристаллики данного вещества ввести в качестве затравки в переохлажденную жидкость. [c.562]

Под физико-химически связанной влагой понимают жидкость, которая находится в крупных капиллярах, а также влагу смачивания, которую принимает тело при непосредственном контакте со свободной жидкостью. Физико-механическая влага удерживается в капиллярах избыточным капиллярным давлением, вызываемым силами поверхностного натяжения. [c.235]

В дисперсных системах, как уже говорилось ранее, обычно присутствуют частицы разных размеров, число которых описывается кривой распределения. Эти частицы различаются значениями избыточной поверхностной энергии и, следовательно, имеют различные растворимости или давления паров. В результате в полидисперсных системах происходит перераспределение частиц по размерам в сторону их укрупнения, причем термодинамическим пределом этого перераспределения является разделение дисперсной системы на две фазы (два слоя). Частицы дисперсной фазы могут укрупняться двумя путями. Первый — коалесценция (слияние) или коагуляция (слипание) частиц второй — молекулярный перенос вещества дисперсной фазы от мелких частиц к крупным. Возможно и одновременное действие этих двух механизмов. [c.84]

В действительности многие тела, обычно рассматриваемые как твердые, обладают заметной пластичностью и могут, хотя и очень медленно, течь. В таких случаях применимы те или иные разновидности капиллярных методов. Например, при температуре, близкой к точке плавления, тонкая медная проволока укорачивается (даже при небольшой нагрузке), и по усилию, при котором скорость деформации равна нулю, оказалось возможным рассчитать [1] поверхностное натяжение меди (1370 дн/см). Более того, процессы спекания только потому и возможны, что металлы и другие твердые тела характеризуются некоторой объемной и поверхностной подвижностью. Если, например, порошкообразный металл прогреть при температуре немного ниже точки плавления (обычно это делают под некоторым давлением), частицы металла сплавятся (рис. У-1). Хотя, по-видимому, основной движущей силой этого процесса является поверхностное натяжение (а не приложенное давление), сам механизм спекания довольно сложен. Во-первых, не все атомы на поверхности находятся в одинаковых условиях те из них, которые находятся на острых выступах и шероховатостях, богаче энергией, чем атомы с нормальным числом ближайших соседей, и, следовательно, обладают избыточной поверхностной энергией и относительно высокой подвижностью. Кроме того, поскольку при наличии выступов микроскопического и молекулярного масштаба реальная площадь первоначального контакта между зернами мала, весьма вероятно, что даже при слабом внешнем давлении развиваются локальные давления, превышающие предел текучести, в результате чего микровыступы подвергаются некоторой пластической деформации. [c.200]

Повышение темп-ры спекающихся твердых фаз, наличие в решетках последних большого числа дефектов ускоряют диффузию, а следовательно, и С. Газовая фаза также может в отдельных случаях влиять на С. Процесс С. вещества сильно ускоряется с ростом внешнего давления. При образовании твердых р-ров С. ускоряется, если валентность катиона добавки выше валентности катиона спекаемого окисла, а отношение ионных радиусов первого ко второму больше единицы. В присутствии жидкой фазы интенсивность С. определяется описанными свойствами твердых фаз, взаимодействием последних с жидкой фазой и в большой степени свойствами жидкой фазы. Действие жидкой фазы на С. заключается в стягивании зерен друг к другу капиллярными силами жидких шеек (см. рис., фиг. б), в перекристаллизации, т. е. растворении особенно мелких и дефектных кристаллов и зон контактов зерен с выделением более совершенных кристаллов в порах, где растворимость меньше, и в росте кристаллов. Главнейшим фактором, благоприятствующим С. с участием жидкой фазы, является наличие в расплаве большого числа групп, соответствующих до известной стенени строению спекаемой твердой фазы. Строение же расплава определяется (и на этой основе м. б. регулируемо для ускорения С.) его составом, а следовательно, энергией взаимодействия катионов с анионами кислорода. Благоприятными для С. являются также низкая вязкость жидкости, хорошая смачиваемость твердых фаз, достаточно большое поверхностное натяжение па границе растворяющейся твердой фазы и расплава и малое — на границе жидкость — газ. Движущей силой как твердофазового, так и жидкостного С. является избыточная поверхностная энергия системы, проявляющаяся в поверхностном натяжении, стремящемся сократить свободные поверхности. [c.494]

На срезе сопла форсунки давление жидкости должно быть постоянно по всему сечению потока и равно давлению окружающей среды (поправка на давление поверхностного натяжения пренебрежимо мала). Следовательно, в цилиндрическом сопле форсунки происходит преобразование избыточного центробежного давления в скоростной напор. [c.41]

Таким образом, при выращивании из несмачиваемых формообразователей тонкостенных кристаллов максимальная высота столба расплава зависит лишь от поверхностного натяжения расплава у и избыточного гидростатического давления Р. [c.130]

Деэмульгаторы — химические реагенты с большой поверхностной активностью — могут быть использованы при всех способах разрушения водонефтяных эмульсий механических (отстой, фильтрация, центрифугирование) термических (подогрев при атмосферном или избыточном давлении, промывка горячей водой) электрических (обработка в электрическом поле переменного или постоянного тока) химических (обработка реагентами) и т. д. [c.39]

На чем основано измерение поверхностного натяжения жидкостей методом наибольшего давления пузырька воздуха Положительным или отрицательным будет избыточное давление в жидкости на границе с воздушным пузырьком [c.30]

Рассчитайте избыточное давление внутри капель бензола, равновесных с паром, если удельная поверхность системы составляет 6-10 м-, а поверхностное натяжение бензола 28,87 мДж/м при 293 К- [c.34]

Здесь а — поверхностное натяжение жидкости, г — скрытая теплота испарения, — коэффициенты динамической и кинематической вязкости. Чем больше число тем эффективнее теплоноситель. Поскольку параметры, входящие в N , по-разному зависят от температуры, то функция N (7) имеет минимум, отвечающий наивыгоднейшему температурному диапазону работы термосифона. Однако эта величина не полностью характеризует теплоноситель и лишь отражает его свойства в жидком состоянии. По этому числу предпочтение следует отдать дистиллированной воде (ее скрытая теплота испарения велика 2400 кДж/кг). Однако при минусовых температурах вода замерзает. Для исключения замерзания составляется смесь воды со спиртом в процентном отношении. Аммиак обладает большим (сильно нарастающим с повышением температуры) избыточным давлением и плотностью паров теплоносителя в заданном температурном диапазоне, хотя уступает воде по значению скрытой теплоты испарения (ниже в 2 раза, чем у воды). Но аммиак токсичен, и требуется особая осторожность при заправке. Подходящим теплоносителем для термосифонов является и ацетон, но он в =5 раз уступает воде по параметру качества. [c.246]

Нефтяные ДС состоят из дисперсионной среды (углеводороды с растворенными гетероатомными соединениями) и дисперсной фазы (газы, пары, воздух, мехпримеси, органические осадки). На поверхности раздела фаз имеется избыточная энергия, создающее поверхностное натяжение и внутреннее давление в ДС. Поверхностное натяжение - это работа образования единицы новой поверхности или сила, касательная к поверхности, стремящаяся сократить свободную поверхность до наименьщих размеров при заданном объеме. [c.46]

Рис. 67. Зависимость между поверхностью, на которой распределены адсорбированные молекулы, и избыточным поверхностным давлением для ряда кислот -7—лауриновая 2—тридекановая 5-ми-ристиновая пентадекановая 5—пальмитиновая.

Рассмотрим в качестве примера случай насыщенного пара, который был быстро и адиабатически сжат до давления Р. Это давление является избыточным в срависнпи с равновесным давлением пара Ро при данной темиературе Т. Для образования жидкости должен начаться рост маленьких капелек. Если, однако, мы будем считать, что в парах присутствуют только чрезвычайно маленькие капельки жидкой фазы, то они будут иметь некоторый избыток свободной энергии в сравнении с жидкостью в объеме. Эта избыточная энергия возникает за счет увеличения поверхности. Величина избыточной поверхностной энергии равна 4л/-2ст, где ст — поверхностное натяжение, а г — радиус каили. Для того чтобы капля и пар находились в равновесии, давление пара Р должно превышать давление насыщенного пара Ро на величину, которая может быть вычислена но уравненик Гиббса — Кельвина [c.558]

Известно [30], что в интервале температур 450—480 С межслое-вое расстояние в кристаллитах нефтяных коксов является наименьшим. Выпрямление вогнутой поверхности кристаллитов и их параллельная укладка осуществляются за счет избыточной поверхностной энергии ненасыщенных краевых атомов углерода. На кинетику роста размера кристаллитов кроме свойств сырья больщое влияние оказывают температура, давление, длительность процесса, коэффициент рециркуляции сырья и др. [30]. [c.148]

Термодинавическое описание адсорбционных систем. Реальная система с поверхностью раздела и система сравнения. Адсорбция как избыточная величина. Уравнения Гиббса для поверхности. Выражение химического потенциала адсорбированного вещества через адсорбцию константа Генри для адсорбционного равновесия, ее определение хроматографическим методом. Изотерма адсорбции, коэффициент активности адсорбированного вещества, поверхностное давление. [c.126]

Наличие развитой поверхности у малых частиц обусловливает необходимость затраты энергии на их образование как путем измельчения (диспергирования) макроскопических фаз, так и при выделении (конденсации) новых дисперсных фаз из гомогенных систем. Избыточная поверхностная энергия границ раздела обусловливает повьппение химической активности дисперсных фаз по сравнению с макрофазами. Это проявляется в увеличении растворимости дисперсной фазы в окружающей среде и повышении давления пара над малыми частица1ми тем большем, чем меньше размер частиц. [c.8]

В большинстве случаев мономолекулярный адсорбционный слой не компенсирует полностью избыточную поверхностную энергию и влияние поверхностных сил может распространяться иа второй, третий и последующие адсорбционные слои. Эта возможность реализуется, когда газы и пары адсорбируются ири температурах ниже критической. В этом случае образуются полимолекулярные слои вещества на поверхности адсорбента. Полимолекулярную адсорбцию можно представить как результат вынужденной конденсации пара под действием поверхностных сил. Если в области образования мономолекуляр-110Г0 слоя величина адсорбции существенно замедляет свой рост с увеличением давления пара, то в области давлений, 6.1ИЗКОЙ к давлению насыщенного пара, она резко начинает [c.141]

Обстоятельный критический анализ существующих теорий пленкообразования выполнен А. В. Лебедевым [39]. В начальной стадии процесса пленкообразования, например, из водных полимерных дисперсий, происходит испарение водной фазы. При наличии между контактирующими полимерными глобулами прослоек жидкости возникает избыточное лапласовское давление, которое вызывает их сжатие. В случае сфер диаметром 30— 60 нм и при поверхностном натяжении порядка 30 мН/м в меж-частичных полостях может развиться избыточное давление порядка 10 МПа. [c.16]

Расклинивающее действие поверхностно-активных веществ (эффект Ребипдера) создается в микропорах в результате осмотических сил в ходе создания диффузного пограничного слоя. Поверхностно-активные вещества (ПАВ) только ускоряют смачивание стенок микропор, а затем после полного заполнения микроноры происходит избыточное осмотическое давление растворенных молекул ПАВ на стенки микропор, заставляя их расширяться. Это давление создается только в первый начальный момент заполнения раствором микропоры до образования диффузного слоя. Как только диффузный слой образуется, так давление на стенки нор исчезает, так осмотическое давление выравнивается за счет более редких ударов растворенных молекул о стенки микропор. ПАВ адсорбируются на стенках микронор, но только в один слой, а второй слой уже не способен образоваться, т.к. силы притяжения для них сильно ослаблены. Поэтому остальные не адсорбированные молекулы свободно двигаются в растворе, испытывают МДК-эффект и стремясь удалиться из микропоры. [c.312]

Хрупкое разрушение печных труб возможно на установках каталитического риформинга. Перерабатываемое углеводородное сырье и водород при 530—600 °С и избыточном давлении 2—5 МПа, воздействуя на печные трубы, вызывают поверхностное науглероживание. Глубина науглероживания труб из стали 15Х5М в этих условиях достигает 3,5—5,0 мм за 7— 8 лет эксплуатации. Кроме того, при длительной работе в установленном режиме в сталях происходят структурные изменения. Эти изменения, приводящие к снижению механических характеристик прочности и пластичности, получили название водородной хрупкости или водородной коррозии. [c.150]

Поверхностную энергию а в уравнении (П. 41) можно рассматривать как избыточную механическую энергию (внутреннего давления), Из уравнеиня (11.44) можно выразить поверхностное уплотнение энергии Гиббса, или удельную поверхностную энергию Гиббса. В приближении равенства энергии Гиббса и энергии Гельмгольца для конденсированных систем имеем [c.37]

В основе термодинамики агрегативной устойчивости лежит представление о расклинивающем давлении, введенное Б. В. Дерягиным в 1935 г. Расклинивакнцее давление возникает при сильном уменьшении толщршы пленки в результате взаимодействия сблп кающихся поверхностных слоев. Пленкой называют часть системы, находящуюся между двумя межфазными поверхностями (газообразными, твердыми или жидкими). Если пленка имеет большую толщину, то обобщенное уравнение первого и второго начал термодинамики отличается от представленных ранее (с одним межфазным слоем) только тем, что в него входят поверхностные энергии (oi,2 и СТ2.3) обеих межфазных поверхностей (слоев). При уменьшении толщины пленки ограничивающие ее поверхностные слои начинают перекрываться, вследствие чего возникает давление, обусловленное взаимодействием как сближающихся фаз, так и межфазных слоев. Таким образом, избыточные термодинамические функции тонких пленок зависят от толщины пленки h. Например, для пленки выражение избыточной энергии Гиббса имеет вид [c.273]

Рассчитайте избыточное давление в капле воды (за счет к]тивиз-ны) с удельной поверхностью 3-10 м при температуре 313 К, если поверхностное натяжение воды при 298 К составляет 71,96 мДж/м , а температурный коэффициент поверхностного натяжения воды (г/аГ = -0,16 мДж/(м2-К). [c.34]

Образование пузырька требует некоторого избыточного давле ния содержащегося в нем газа. По окружности сечения пузырька, равной 2лг, действует сила поверхностного натяжения 2кга, кото рая стремится уменьшить объем пузырька. Противодействует этому избыточное давление Ар внутри пузырька. На площадь сечения пузырька Я/-2 действует, таким образом, сила давления, равная пг Ар. При равновесии сил давления и поверхностного натяжения имеем [c.177]

До проведения собственно расчета трубчатых теплообменников следует установить целесообразность направления одного из теплоносителей в трубное, а другого—в межтрубное пространство аппарата. Выбор пространства для движения теплоносителя в поверхностном теплообменнике любого типа производят, исходя из необходимости улучшить условия теплоотдачи со стороны теплоносителя с ббльшим термическим сопротивлением. Поэтому жидкость (или газ), расход которой меньше нли которая обладает большей вязкостью, рекомендуется направлять в то пространство, где ее скорость будет выше, например в трубное, а не в межтрубное пространство одноходового кожухотрубчатого теплообменника. В трубное пространство целесообразно направлять также теплоносители, содержащие твердые взвеси и загрязнения, с тем чтобы облегчить очистку поверхности теплообмена теплоносители, находящиеся под избыточным давлением (по соображениям механической прочности аппарата), и, наконец, химически активные вещества, так как в этом случае для изготовления корпуса теплообменника не требуется дорогого коррозионностойкого материала. Следует учитывать также, что при направлении нагревающего теплоносителя в трубы уменьшаются потери тепла в окружающую среду. [c.340]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология