Жидкости тела, замерзание

Необратимые процессы. Повседневный опыт показывает, что существуют процессы, которые протекают самопроизвольно. Наиболее яркими примерами таких процессов являются переход теплоты от горячего тела к холодному, замерзание переохлажденной жидкости, расширение газа в пустоту, взаимная диффузия газов или жидкостей. Это все примеры одностороннего течения процессов. Они всегда направлены в сторону приближения к равновесному состоянию и прекращаются, когда это состояние достигнуто. При теплопередаче равновесие определяется равенством температур, при кристаллизации — равенством давлений во всем объеме, при диффузии — равенством концентраций. Для самопроизвольных (спонтанных) процессов характерен общий признак они сопровождаются превращением различных видов энергии в теплоту, а теплота равномерно распределяется между всеми частями системы. При этом подведение к системе того количества теплоты, которое освободилось при процессе, не вызывает обратного течения ни одного из названных процессов. Важно заметить, что косвенными путями можно вернуть систему в первоначальное состояние, однако при этом неизбежно придется произвести какие-либо энергетические изменения в окружающей среде. В противном случае необходимо было бы признать возможность вечного двигателя второго рода. [c.45]

Большое число работ убедительно демонстрирует отличие свойств жидкости, находящейся вблизи поверхности, от свойств в ее объеме [14, 36, 87, 114, 466—475]. Так, обнаружена аномалия диэлектрических свойств [469, 470], эффект ск ачкообразно-го изменения электропроводности [470], изменение вязкости в зависимости от расстояния до твердой- стенки [114, 471, 472], появление предельного напряжения сдвига жидкости при приближении к поверхности твердого тела [14, 473, 474]. Для набухающего в водных растворах 1 а-замещенного монтмориллонита обнаружена оптическая анизотропия тонких прослоек воды [36] найдено изменение теплоемкости смачивающих пленок нитробензола на силикатных поверхностях [475]. Установлено отличие ГС от объемной жидкости по растворяющей способности, температуре замерзания, теплопроводности, энтальпии. В. Дрост-Хансеном опубликованы обзоры большого числа работ, содержащие как прямые, так и косвенные свидетельства структурных изменений в граничных слоях [476—478]. В качестве косвенных доказательств автор приводит, в первую очередь, существование изломов на кривых температурной зависимости ряда свойств поверхностных слоев. Эти температуры отвечают, согласно Дрост-Хансену, разной перестройке структуры ГС. Широко известны также работы Г. Пешеля [479] по исследованию ГС жидкостей (и, прежде всего, воды) у поверхности кварца в присутствии ряда электролитов. [c.170]

Уменьшение давления пара над разбавленными растворами нелетучих веществ, которое приводит к повышению точки их кипения, является также причиной понижения температуры замерзания таких растворов. При температуре замерзания или плавления существует равновесие между двумя состояниями вещества — твердым и жидким. В этом случае давление пара вещества над жидкостью должно быть равно его давлению над твердым телом. В противном случае не могло бы существовать равновесие и исчезла бы либо жидкость, либо твердое тело. [c.67]

Жидкие металлы и расплавленные соли являются отличными теплоносителями для систем, рассчитанных на работу в диапазоне температур 260—ПОО"" С [1—3]. Размеры трубопроводов и основных элементов оборудования, а также затраты мощности на прокачку в случае применения этих теплоносителей значительно меньше, чем при использовании газовых теплоносителей. Толщина стенок трубопроводов и корпусов насосов, теплообменников и других элементов оборудования может быть значительно меньше, чем у аналогичных элементов паросиловой станции высокого давления, работающей в том же диапазоне температур. В случае использования жидких металлов и расплавленных солей отсутствует также проблема коксования, которая ограничивает область применения масел примерно 285° С, а даутерма — 370° С. Однако, с другой стороны, на передний план выступает проблема коррозии, что требует тщательного подхода к выбору конструкционных материалов. Кроме того, система в целом должна быть спроектирована исключительно герметичной, чтобы было сведено к минимуму загрязнение рабочего тела парами воды или кислородом и обеспечена малая скорость коррозии. При надлежащем проектировании, монтаже и эксплуатации подобного рода системы успешно работали при температурах 650° С и выше, скорость коррозии при этом была менее 2,5 мкм/год. Теплообменники и системы должны быть спроектированы таким образом, чтобы обеспечивался как их предварительный разогрев, так и хороший дренаж, с тем чтобы избежать трудностей, связанных с замерзанием жидкости. [c.267]

На основании представлений о мерцающих кластерах развивается доменная модель воды. Домены мерцают в жидкости как единое целое с частотой 10 с , имеют большие электрические моменты, направленные параллельно или антипараллельно друг другу. При замерзании домен воды содержит до 40 молекул. В системах жидкость — поверхность твердого тела (адсорбированные слои воды, пересыщенные слои раствора, мембранные процессы) существенную роль играют кооперативные явления, в которых большое число связанных молекул воды реагирует на внешние воздействия. [c.87]

Для определения температуры замерзания разведенного уже раствора обычно измеряют его плотность. Более высокой доле соли соответствует большая плотность. Плотность растворов измеряют а р е о м е т р о м. По закону Архимеда погруженное в жидкость тело выталкивается из него с силой, равной весу жидкости, вытесненной этим телом, поэтому при большой плотности раствора ареометр поднимается кверху (утяжеленная часть обеспечивает ему вертикальное положение). Риска, которая оказалась на уровне поверхности жидкости, показывает плотность раствора. Если отсутствует ареометр, плотность можно определить непосредственным взвешиванием 1 л раствора. [c.42]

Из уравнения 1У-9 можно видеть, что при уменьшении радиуса поры степень переохлаждения увеличивается. Рис. IV-16 представляет схематическое описание процесса замерзания жидкости (воды) в норовом пространстве в зависимости от размера поры. Допустим, что температура была понижена в такой мере, что вся вода в порах радиуса Г1 превратилась в лед. В порах радиуса Г2 вода начинает замерзать, в порах радиуса гз вся вода остается еще в жидком состоянии. При дальнейшем понижении температуры начнет замерзать вода и в порах радиуса гз. Тепловой эффект фазового перехода жидкость — твердое тело (замерзание или плавление) измеряют методом дифференциальной сканирующей калориметрии (ДСК). [c.185]

Температура замерзания определяется пересечением двух кривых, выражающих зависимость давления пара жидкости и твердого тела от температуры. В случае разбавленных растворов нелетучих веществ давление пара меньше, чем над чистым жидким растворителем. Поэтому пересечение соответствующей [кривой для давления пара с кривой для твердого тела происходит при более низкой температуре. Это показано ка рис. 41.2, где кривые для чистого растворителя в твердом и жидком состоянии обозначены 80 и 0 соответственно, а точка их пересечения О отвечает температуре замерзания То. Кривые 0 Ь и О Ьо передают давление пара над двумя разбавленными растворами. Точки их пересечения с кри- [c.67]

Многие жидкости можно охладить до температур, которые по крайней мере на пять или десять градусов ниже температуры плавления, без образования кристаллов. Затем температура сразу повышается до температуры замерзания, так как это единственная температура, при которой могут сосуществовать жидкая и твердая фазы. (Повышение температуры происходит за счет скрытой теплоты, выделяющейся при отверждении.) С другой стороны, ни одно твердое тело нельзя перегреть выше его температуры плавления. Это отражает тот факт, что переход от упорядоченного твердого тела к неупорядоченной жидкости происходит легко — как перетасовка колоды карт, — тогда как обратный процесс затруднен. Кристаллизация (из раствора или из расплава) включает две раздельные стадии а) образование ядер кристаллизации и б) их последующий рост. В идеально чистой жидкости зарождение ядер происходит спонтанно, и оно тем более вероятно, чем ниже температура. С другой стороны, центрами кристаллизации могут быть также частицы пыли или посторонних кристаллов, индуцирующие тем самым кристаллизацию. Если по каким-либо причинам зарождение ядер затруднено," можно сильно переохладить жидкость. [c.280]

При образовании аэрозолей прежде всего требуется поверхность для конденсации, которую образуют маленькие кластеры молекул пара, ионы, ионные кластеры и небольшие частицы различных веществ, называемые ядрами конденсации. Если конденсация пара происходит исключительно на кластерах, образованных молекулами этого же пара, то имеет место спонтанное, или гомогенное, зародышеобразование. При этом жидкость, из которой состоит капля, обычно переохлаждается до температуры ниже точки ее замерзания, так как в жидкости отсутствуют инородные тела. Водяные капли можно переохладить до температуры ниже 0 °С. Даже если капля содержит одно ядро конденсации, она легко переносит переохлаждение, т. е. любая частица, образовавшаяся в результате конденсации, проходит [c.825]

Кривые ВА — воздействие температуры на давление насыщенного пара (ДНП) льда ВС — воздействие температуры на ДНП воды ВО — воздействие давления на температуру замерзания воды В — тройная точка — значения Р к Т, при которых твердое тело, жидкость и газ могут сосуществовать [c.256]

В технике борьба с трением и износоустойчивость — проблема фундаментального значения. В живых системах, где механическое движение распространено универсально, та же проблема решается не менее универсально — при помощи гликопротеиновой смазки. Гликопротеины — биополимеры, включающие белковую и пептидную компоненты, ковалентно связанные с углеводной. Они выстилают в животных организмах все трущиеся поверхности кости в суставах, кровеносные сосуды, мочеполовые пути, поверхность тела рыб и т. д. Л у антарктических рыб определенные гликопротеины играют роль антифризов, препятствующих замерзанию крови и других биологических жидкостей при отрицательных температурах. [c.6]

Для обоих чистых веществ при температурах выше точек замерзания изобарный потенциал твердого тела выше, чем изобарный потенциал жидкости, поэтому жидкая фаза, обладающая более низким мольным изобарным потенциалом, является устойчивой по отношению к твердой фазе. [c.126]

Осмотическое давление термодинамически легко сопоставить с другими коллигативными свойствами. Все свойства связываются с изменением условий, необходимым для поддержания равновесия между жидкой фазой и некоторой другой фазой (состоящей из чистого растворителя), если активность растворителя в жидкой фазе снижается при добавлении растворенного вещества. В интерпретации осмотических явлений вторая фаза также представляет собой жидкость и равновесие сохраняется путем изменения давления на раствор. Если вторая фаза - пар или твердое тело, равновесие обычно сохраняется путем изменения температуры обеих фаз, и анализ этого случая сводится к интерпретации повышения точки кипения или снижения товки замерзания. [c.118]

Настоящее исследование предпринято с целью изучить действие растворенного тела на смесь двух растворителей. Вступая в жидкость, состоящую из частиц химически однородных, растворенное тело производит в ней ряд изменений, выражающихся понижением температуры замерзания, повышением температуры кипения и т. д. Эти свойства раствора хорошо изучены. Иную картину изменений возможно предположить в системе более сложной. Переходя в раствор и встречаясь с частицами химически неоднородными, растворенное вещество нарушит форму равновесия, установившуюся между частицами смеси, и произведет, кроме обычных изменений свойств, ряд изменений, зависящих от отношения вступающего тела к составным частям жидкости. Чем больше различия в отношении растворенного вещества к отдельным частям растворителя, тем резче должны быть выражены изменения, которые характеризуют растворение в сложной жидкости. Изменяя химическую функцию растворенного тела и частей растворителя, мы вправе ожидать ряда явлений, не имеющих места в более простых случаях растворения и указывающих вместе с тем новую связь общих свойств раствора с химическим взаимодействием частиц, его образующих. [c.45]

Отвердевание (замерзание) — переход жидкости в твердое состояние с выделением соответствующей теплоты отвердевания, происходящий при той же постоянной температуре, при которой плавится твердое тело [c.7]

Так же как и другие случаи приспособления к среде, замерзание может быть предотвращено с помощью поведенческих, анатомических, физиологических и биохимических средств. Многие организмы, эндотермные и эктотермные, мигрируют нз тех мест, где им угрожает замерзание. Это могут быть щирот-ные миграции протяженностью в тысячи километров или же поиски более теплого микроклимата в пределах обычной для данного организма географической зоны. Например, животные, впадающие в зимнюю спячку, могут зарываться в землю и избегать таким образом крайних температур, возможных на поверхности почвы. Водные животные также иногда мигрируют из областей, где существует опасность замерзнуть. Некоторые морские рыбы, например голец Salvelinus alpinus, иа зиму уходят из океана, где температура может упасть ниже точки замерзания для жидкостей тела большинства костистых рыб, и мигрируют в пресноводные реки и озера, в которых температура воды не снизится более чем до 0°С. Определенные виды рыб, обитающих в мелководных участках моря в высоких широтах, зимуют в придонных слоях, чтобы избежать контакта с ледяными кристалликами, которые могли бы инициировать образование льда в жидкостях тела. Таким образом, эти рыбы проводят зиму в переохлажденном состоянии. [c.297]

Вода кипит под атмосферным давлением при 100° С и замерзает при температуре ниже 0°С. Температуры кипения и замерзания воды аномальны, вследствие наличия молекулярных ассоциаций. Если бы их не существовало, то точка кипения воды равнялась бы примерно —70°С, а точка замерзания составляла —90° С. Жидкую воду всегда считают идеальным типом текучего тела и в то же время это жидкость, еще сохранившая воспоминания о кристаллической структуре льда, из которого она произошла (К. Дюваль). [c.16]

Жидкости по многим своим свойствам занимают промежуточное положение между твердыми телами и парами при тех же условиях, поэтому их можно рассматривать или как твердые тела со слегка нарушенной структурой, или как сильно конденсированные пары. Вблизи точки замерзания плотность жидкостей (кроме висмута и воды) несколько меньше плотности соответствующих кристаллов. Отсюда можно заключить, что в жидкостях имеются пустоты (вакантные дырки ), подобные тем, что образуются, когда идеальный кристалл, в котором все узлы кристаллической решетки заняты, превращается в неидеальные структуры с дефектами типа вакансий [c.16]

Первая подгруппа — органические жидкости с низкой температурой замерзания. Эти жидкости обладают незначительной агрессивностью по отношению к бетону, ослабление которого под их воздействием определяется такими факторами, как проникающая и смачивающая способность, характер адсорбции на поверхности цементного камня, способность к расклиниванию микротрещин в капиллярно-пористых телах. [c.125]

Связываемое скелетом капиллярнопористого тела вещество может быть в виде жидкости, пара, инертного газа, твердого вещества, переохлажденной жидкости в зависимости от условий тепло- и массообмена. В зависимости от вида связи вещества с телом температура замерзания жидкости изменяется в широких пределах. Поэтому в капиллярнопористых телах при температуре ниже 0° С всегда имеется некоторое количество переохлажденной жидкости (воды). [c.412]

При охлаждении жидкости до температуры замерзания кривая охлаждения имеет плавный ход. Если произошло замерзание жидкости, то на время перехода ее в твердое тело падение температуры приостанавливается, что изображено нл рисунке горизонтальной линией. Переохлаждение здесь не принято во внимание. После превращения жидкости в твердое тело произойдет охлаждение твердого тела по тому же закону, что и охлаждение жидкого тела. Можно найти уравнение плавного участка кривой охлаждения. [c.136]

Хотя многим организмам удается уменьшить или устранить опасность замерзания путем миграции в области, где температура сравнительно высока и (или) нет льда, который мог бы вызвать фазовый переход в переохлажденных жидкостях тела, для многих других организмов не остается иного выхода, кроме биохимической адаптации. Наиболее остро проблемы устойчивости или толерантности к замерзанию стоят, конечно, перед наземными эктотермными животными и некоторыми беспозвоночными, обитающими в литоральной зоне, где во время отлива температура воздуха может быть ниже точки замерзания. Водные животные никогда не сталкиваются с температурами ниже [c.297]

Для более детального исследования проблемы рассмотрим одностороннее затвердевание жидкого металла, содержащего небольшое количество одной примеси. На рис. 16, а показана обычная для такого случая фазовая диаграмма. Видно, что примесь понижает точку замерзания металла. Кроме того, можно отметить также, что при равновесии содержание растворенного вещества в жидкой фазе выше, чем в твердой фазе. Следовательно, поскольку под действием наложенного извне температурного градиента граница раздела жидкость/твердое тело продвигается вперед, то твердое тело выталкивает растворенное вещество так, что рас- [c.128]

Чем температура ближе к температуре замерзания, тем свойства жидкостей ближе к свойства , твердых тел, и чем она ближе к критической температуре, тем их свойства ближе к свойствам газов. [c.176]

Одно замечание общего характера следует сделать относительно воды, являющейся очень распространенным растворителем, особенно в живых системах. При комнатных температурах вода довольно близка к своей точке замерзания. В концентрированных водных растворах, особенно в коллоидальных растворах и в растворах анизотропных молекул в воде (лиотропные жидкие кристаллы), влияние растворенного вещества на структуру воды может оказаться таким, что она приблизится к структуре льда. В воде могут появиться кристаллики (кластеры), имеющие структуру льда. Количество этих кристалликов, или кластеров, увеличивается с увеличением концентрации растворенного вещества и приближает структуру воды в растворе к структуре льда. Вязкость воды увеличивается, у раствора появляется пластичность, и он постепенно приобретает свойства твердого тела. Постепенное появление свойств твердого тела у раствора по мере увеличения его концентрации иллюстрируется рис. 2.21, на котором приведена найденная экспериментально зависимость величины мёссбауэровского поглощения (присущего твердому состоянию вещества и отсутствующего в жидкостях) от концентрации растворенного в воде вещества (см. также раздел 3.6). [c.35]

Авторы работы [23] изучили равновесие жидкость — жидкость и твердое тело — жидкость указанной выше системы. Установление равновесия двух несмешивающихся жидкостей проводилось в прозрачных полихлортрифторэтиленовых (фторопласт-3) трубках. Температура системы регулировалась путем помещения трубки в алюминиевый блок, который нагревался электрическим током, а охлаждался циркулирующей водой. Наличие отверстия в блоке позволяло наблюдать поверхность раздела между двумя слоями жидкости. Кривые замерзания и плавления снимали в трубках из никеля или монель-металла. [c.119]

Вязкостные характеристики. При жидком шлакоудалении нас начинают интересовать уже не характеристики предл идкостно-го состояния шлаков и золы, а свойства шлаков в виде перегретой жидкости. Топливные шлаки, находясь в твердом состоянии, представляют собой стекловидную массу, т. е. так называемые переохлажденные жидкости , и в отличие от истинно твердых тел имеют значительно растянутый температурный интервал замерзания вместо единственной температурной точки плавления (замерзания). В физико-химической теории стекла различают три области его состояния 1) истинно жидкую 2) вязкую , в которой идет частичная ассоциация молекул с постепенной плавной потерей подвижности 3) хрупкую , когда наступает полная кристаллизация. Основной характеристикой в двух первых областях становится текучесть величина, обратная вязкости. [c.281]

Возможно, по-видимому, наличие трех типов стратегии биохимической адаптации, позволяющей избежать разрушительных последствий образования льда. Во-первых, организм может понизить точку замерзания жидкостей тела. Во-вторых, он может повысить способность этих жидкостей к переохлаждению. В-тре-тьих, если уж нельзя предотвратить образование льда во внеклеточных жидкостях, то повреждения клеток можно все-таки избежать, каким-то образом уменьшив осмотический переход клеточной воды во внеклеточное пространство. У эктотермных [c.298]

Для морских беспозвоночных, жидкости тела которых изоос-мотичны по отношению к окружающей воде, угрозы замерзания практически не существует, если только не замерзнет сама [c.303]

Но попеже есть бесчисленное множество свойств и качеств, коп I твердости и жидкости тел от разного союза частиц происходят, как разные степени вязкости, ломкости, мягкости, сыпкости, гибкости, упругости и других, которые разных и продолжительных рассмотрений и явственного понятия тончайшей физики требуют, того ради, оставив оные, только о том рассудим, сколько чувствительные тела от кипения до замерзания сжаться и расшириться могут и в самом деле сжимаются и расширяются. [c.336]

Изучение кинетики и механизма образования новой фазы, например при конденсации пара, замерзании жидкости или осаждении растворенного вещества из раствора, представляет собой довольно трудную, но очень интересную и важную задачу. Отметим, что, хотя теория зароды-щеобразования экспериментально подтверждена прежде всего для систем, включающих поверхность раздела между твердой и паровой фазами, до сих пор ее важнейшим приложением остается оценка свободной энергии поверхностей раздела между твердыми телами и жидкостями. [c.297]

Предельные значения температур существования жидкой фазы. Верхним пределом существования жидкой фазы служит критическая температура / р. Если температура вещества выше критической,то уже никаким давлением не удается сжать пары, чтобы они начали конденсироваться. Значению соответствует критическое давление Нижним пределом работы паровой холодильной машины теоретически является температура замерзания. Для каждого вещества составлены диаграмхмы фазовых состояний (рис. 9). Любой точке на диаграмме соответствуют определенные давление р и температура t. Если твердое тело при давлении pi нагревать, то температура его повышается, и в точке Г начнется плавление. Пока подводится теп лота, равная скрытой теплоте плавления, температура ti- не изменяется. При дальнейшем подводе теплоты линия, характеризующая процесс, пересекает кривую плавления А, и тело переходит в жидкую фазу. Подводя теплоту далее, повысим температуру жидкости до ir (точка 1"), при этом начнется процесс кипения — превращение жидкости в насыщенный пар. Кривая кипения Б показывает зависимость давления насыщенного пара от температуры кипения жидкости. Когда вся жидкость превратится в насыщенный пар, подвод теплоты приведет к повышению температуры пара. При t > tr (при давлении pi) пар становится перегретым. Если при давлении pi перегретый пар охлаждать, то процесс пойдет в обратном направлении при ty начнется конденсация пара, а при ip будет наблюдаться затвердевание. [c.26]

Таким образом, плотность безводной перекиси водорода возрастает при замерзании, изменяясь от 1,47 г1см для жидкости при температуре ее замерзания до 1,71 г см для твердого тела. В этом отношении перекись водорода ближе к большинству других веществ и отличается от воды, которая становится менее плотной при замерзании (плотность изменяется от 0,9999 г мл для жидкости до 0,9167 г мл для твердой фазы при 0° [c.167]

Расширение воды при нагревании (доп. 41) представляет также много особенностей, не повторяющихся для других жидкостей. При низших температурах коэффициент расширения воды весьма мал, сравнительно с другими жидкостями при 4° он доходит деже до 0 а при 100° он равен 0,0008 ниже 4° он отрицательный т.-е. вода при охлаждении тогда расширяется, а не сжимается. При переходе в твердое состояние удельный вес еще уменьшается при 0° 1 кцб. см воды весит 0,99987 i а лед, при той же температуре, около 0,916. Образовавшийся лед, однако, при охлаждении сжимается, как и большинство других тел. Таким образом 100 06i>eM0B льда происходят из 92 объемов воды, т.-е. вода при замерзании весьма значительно расширяется, что определяет плавучесть льдин и много других явлений в природе. Прн повышении давления температура замерзания у воды понижается (около 0 ,0075 на каждую атмосферу около 0°), потому что она при этом расширяется (Томсон), тогда как тела, прн застывании сжимающиеся, повышают температуру плавления напр., параффин при 1 атм. 46°, при 100 атм. 49 . Из сказанного видно, что при очень сильных давлениях, плотности воды и льда, из нее образующегося, будут приравниваться и достигать того, что лед будет тонуть в воде, что и следует из опытов Таммана (доп. 42). [c.376]

Представляет интерес система BrF — HF, так как HF являет ся спутником генерируемого электрохимически фтора, используемого для синтеза BrFg, а также одним из продуктов гидролиза последнего. Равновесие твердое тело — жидкость системы BrFg — HF исследовалось криоскопическим методом [16]. Были получены кривые замерзания смесей во всем диапазоне концентраций. Крио-скопические данные для растворов BrFg— HF приведены в табл. 66. [c.237]

Олеум, или дымящая серная кислота,/представляет собой раствор серного ангидрида 80з в безвадной серной кислоте. Олеум, содержащий от 1 до 30% и от рО до 70% свободного серного ангидрида, представляет собой/при обычной температуре тяжелую жидкость. Олеум, содержащий от 30 до 60% и выше 70% 50з, при 15° является тьердым телом (см. кривую температуры замерзания олеума, рис. 15). В производстве органических красителей для сульфирования обычно применяют олеум, содержащий 10—25% и/60—66% ЗОд. [c.46]