Жидкость, дырки в ней

Иногда пользуются понятием дырчатой структуры жидкости. Дырка — это временно существующая неплотность, которая вследствие теплового движения исчезает и образуется вновь. Жидкость поглощает газы или другие жидкости в результате [c.506]

Вероятно, объем, занимаемый в жидкости дыркой, меньше объема молекулы. [c.458]

Отношение скоростей столкновения можно вычислить на основании кинетической теории газов. Обе величины скорости должны, строго говоря, включать член, учитывающий энтропию и энергию вязкого течения. Этот член, согласно теории Эйринга, зависит от структуры жидкости и работы, необходимой для образования в жидкости дырки, в которую попадает диффундирующая молекула (см. раздел III). Число ударов Zg молекул газа о поверхность определяется уравнением [c.251]

Процесс диффузии в аморфном полимере можно интерпретировать качественно как перемещение молекул сорбата через клубок полимерных цепей и дырок. В полимере выше его температуры стеклования, как в простых жидкостях, дырки постоянно исчезают и вновь образуются под действием тепловых флуктуаций. Диффузия протекает вследствие перемещения [c.247]

По дырочной теории для жидкостей зависимость между тепловой энергией движения молекул кТ и разностью объеме жидкости с дырками и без дырок выражается уравнением [c.244]

Высокие значения теплоты активации у ассоциированных жидкостей по Ребиндеру [17] связаны с тем, что наряду с работой, необходимой для образования дырки , требуется дополнительная энергия для разрыва межмолекулярных связей, которую называют структурной энергией активации . Иными словами, величина теплоты активации вязкого течения характеризует прочность структурных образований. [c.23]

Допустим, что зернистый слой имеет пространственное решетчатое строение со случайно распределенными дырками. Подобные модели ранее использовались для описания структуры простых жидкостей [2]. Для элементарной ячейки, транслирующей решетку, зададим ГЦК структуру. Заметим, что число дырок V в ячейке не может превышать 8 и в среднем равно 4. [c.21]

Ранее отмечалось, что критерием подвижности отдельной макромолекулы в приложенном силовом поле является кинетический сегмент. Для реализации возможности перемещения макромолекулы в концентрированном растворе или расплаве полимера должны возникать пустоты ( дырки ), объем которых соизмерим с объемом кинетического сегмента (см. рис. 2.4). Суммарный объем таких дырок , имеющих флуктуационную природу, составляет свободный объем жидкости, Vf. Очевидно, что величина свободного объема, необходимого для перемещения одиночной макромолекулы в жидкости, должна соответствовать действующему объему Кд кинетического сегмента. [c.183]

Любая жидкость может быть рассмотрена как система, состоящая из отдельных частиц, каждая из которых движется в некотором объеме VfЪ потенциальном поле, создаваемом соседними частицами. Очевидно, что Vf соответствует объему дырки , необходимой для движения частиц (рис. 4.13). Величина называется свободным объемом . В простейшем случае кубической упаковки шарообразных частиц жидкости каждая из них находится на расстоянии V от центра соседней частицы при условии, что положение каждой из них является равновесным. Следовательно, перемещение любой частицы по любой нормальной координатной оси возможно на расстояние, равное 2 К - 2(1, где й - диаметр частицы. [c.186]

Тепловое движение частиц жидкости несколько отличается от такового в твердых телах, так как жидкость обладает более рыхлой структурой. В ней всегда есть свободные места — дырки , благодаря которым молекулы могут перемещаться, покидая свое место и занимая одну из соседних свободных дырок . Переместившаяся молекула в течение некоторого времени совершает колебательные движения около определенной точки равновесия, затем вновь перемещается в свободную дырку и т. д. Таким образом, тепловое движение молекул жидкости совершается в виде сравнительно редких перемещений этих молекул из одних временных положений равновесия в другие и тепловых колебаний в промежутках между перемещениями. Именно по этой причине жидкости отличаются высокой текучестью и принимают форму того сосуда, в котором они находятся. [c.38]

Многие молекулы жидкости могут оказаться расположенными по соседству с дырками, как изображено на рис. П1,1. В энергетическом отношении такие молекулы находятся в потенциальной яме и отделены от других возможных равновесных положений энергетическим барьером. Однако каждая из этих молекул, если она обладает достаточной энергией, может совершить скачок и занять находящуюся рядом дырку, перейдя в новое положение равновесия. Естественно, что в результате такого скачка молекула оставит после себя дырку, [c.55]

Такое перескакивание молекул, очевидно, определяет возможность их теплового перемещения в жидкости, или самодиффузии. При увеличении температуры скорость самодиффузии возрастает, так как при этом молекула, расположенная рядом с дыркой, имеет большую вероятность приобрести энергию, необходимую для преодоления энергетического барьера. Помимо этого скорость диффузии растет с температурой из-за увеличения числа дырок в результате термического расширения жидкости. Минимальная энергия, необходимая для того, чтобы молекула жидкости могла переместиться из одного временного положения равновесия в другое, называется энергией активации диффузии. Эта величина зависит от компактности упаковки молекул, их размера и от межмолекулярных сил. [c.56]

Как известно, молекулы всякой жидкости находятся в непрерывном тепловом движении, передвигаясь относительно друг друга путем последовательного перемещения в дырки, имеющиеся в жидкости. Пока на жидкость не действуют [c.324]

В то же время структурные рентгенографические измерения указывают, что расстояние между противоположно заряженными ионами в расплаве остается практически таким же, как и в твердом веществе, или даже несколько уменьшается. Эти данные могут быть объяснены на основе предположения о наличии пустот, или дырок, в структуре ионного расплава. Сравнение структуры кристалла и соответствующей жидкости (рис. 27, й и б) показывает, что в жидкости сохраняется лишь ближний порядок расположения ионов, тогда как уже вторая координационная оболочка в значительной степени нарушается. Дырки в расплаве непрерывно перемещаются, образуются и исчезают, увеличиваются в размере или становятся небольшими. Средний размер радиуса дырок близок к среднему ионному радиусу. Дырки образуются вследствие теплового движения компонентов жидкости, а также возникновения вакансий при движении ионов из объема к поверхности при плавлении вещества. Распределение дырок играет важную роль в процессах переноса в расплавах. [c.89]

Плавление кинетическая теория описывает следующим образом. В кристаллической решетке твердого тела всегда существуют в небольшом количестве вакансии (дырки), медленно блуждающие по кристаллу. Чем ближе температура к температуре плавления, тем выше концентрация дырок , тем быстрее они перемещаются по образцу. В точке плавления процесс образования дырок приобретает лавинообразный кооперативный характер, система частиц становится динамичной, исчезает дальний порядок, появляется текучесть. Решающую роль в плавлении играет образование свободного объема в жидкости, который и делает систему текучей. Важнейшее отличие жидкости от твердого кристаллического тела заключается в том, что в жидкости существует свободный объем, значительная часть которого имеет вид флуктуаций ( дырок ), блуждание которых по жидкости и придает ей такое характерное для нее качество, как текучесть. Число таких ды- [c.116]

В современной теории жидкого состояния представления о дырках , или трещинах , играют очень важную роль ими определяется тепловое движение атомов или молекул в жидкостях. На основании работ Я. И. Френкеля в настоящее время твердо установлено, что это движение состоит из колебаний атомов около некоторых временных положений равновесий и скачкообразных перемещений их из одного положения равновесия в соседнее. [c.145]

Дырочная теория жидкости также рассматривает движение молекул в ячейках. Допускается, что число ячеек значительно больше числа молекул. В связи с этим часть ячеек не заполнена молекулами. Такие ячейки называются дырками. С этим понятием связано и название самой теории. Число ячеек определяется из анализа основного термодинамического условия равновесия — минимального значения энергии Гиббса. Для расчета основных термодинамических характеристик используются, как и в теории свободного объема, понятия и уравнения статистической термодинамики. Результаты, полученные с помощью теории свободного объема и дырочной теории, во многих случаях находятся в хорошем согласии с опытными данными. Методами статистической механики удалось также получить уравнения для расчетов ряда неравновесных процессов вязкое течение жидкости, теплопроводность и др. Уравнения связывают характерные константы процессов (коэффициенты теплопроводности, вязкости) со свойствами молекул и с межмолекулярным взаимодействием. [c.232]

Термин и понятие плазма введены в науку американским ученым Ленгмюром в 1923 г. для обозначения ионизированного газа. В современной научной литературе этот термин и понятие применяют также для некоторых твердых тел — проводников электрического тока, типичных металлов и полупроводников. Металлы представляют собой решетчатые системы, узлы которых заняты положительно заряженными ионами, а межионное пространство заполнено свободными (не-локализованными) электронами — электронным газом (иногда их называют электронной жидкостью). Электроны являются носителями электрического тока в металлах, а в полупроводниках плазменную компоненту составляют электроны и дырки. [c.246]

V делится на ячейки равного размера. В теории свободного объема число ячеек считают равным числу частиц N (объем одной ячейки — величина v — VIN). Модель положенная в основу более поздних, дырочных, теорий, не приписывает жидкости столь высокой степени упорядоченности. Число ячеек, на которые подразделяют объем жидкости, больше числа частиц, так что имеются ячейки, занятые молекулами, и пустые ( дырки ). Строгий анализ допущений, которые делаются в теории свободного объема и теории дырок, был дан Кирквудом. [c.362]

Частицу в жидкости окружают частицы, равноотстоящие от нее. При температуре, близкой к температуре их затвердевания, их число в среднем равно 11. Рассмотрим точку в жидкости, в которой в данный момент нет частиц, центры частиц вокруг этой дырки расположены в вершинах многогранника. В данный момент жидкость состоит из ансамбля упорядоченных участков, распределенных случайно. Эти участки упорядоченности образованы совокупностью небольшого числа многогранников. Упорядоченный участок не оказывает действия на другой упорядоченный участок, расположенный на расстоянии двух-трех диаметров частицы. [c.103]

Рассмотрим теперь слабовозбужденные квантовые состояния изотропной ферми-жидкости. Их энергия должна мало отличаться от энергии основного состояния. В возбужденных состояниях распределение частиц по импульсам не такое, как прн О К- Всякое возбужденное состояние может быть получено из основного путем последовательного перевода частиц из внутренней части ферми-сферы наружу. При каждом таком элементарном акте, или, иначе говоря, элементарном возбуждении, получается состояние, отличающееся от исходного появлением частицы, имеющей импульс р> р , н возникновением дырки в ферми-сфере, где р < р . Каждое элементарное возбуждение имеет спин 1/ . Элементарные возбуждения всегда образуются парами. У одного из них импульс больше р , импульс другого меньше р . [c.257]

Многоэлектронная задача для кристаллов еще находится в стадии разработки. В ней электрон в зоне проводимости, дырка в заполненной зоне и т. д. рассматриваются как возбужденные состояния системы многих электронов (ферми-жидкость) [20] и являются квазичастицами (см. выше). Но поскольку и в зонной теории сохраняется понятие квазичастиц, она вполне надежна. [c.130]

Иногда пользуются понятием дырчатой структуры жидкости. Дырка — это временно существующая неплотность, которая вследствие теплового движе1П1я исчезает н образуется вновь. Жидкость поглощает газы или другие жидкости в результате их растворения, которое всегда сопровождается коренным изменением ее структуры. Применительно к жидкому состоянию следует говорить о плотности упаковки молекул, которая характеризуется средним расстоянием между молекулами и координационным числом, или о свободном объеме (стр. 146). [c.500]

Кроме того, следует принять, что элементарный процесс диффузии, т. е. перенос молекулы из одного равновесного положения в соседнее, требует образования пустого пространства, молекулярной вакансии в жидкости (дырки). Ее размер не обязательно должен соответствовать величине молекулы. Энергия, необходимая для образования молекулярной вакансии в жидкости, связана с теплотой испарения (ср. разд. 2.2.2 и 2.2.5), так как сразу же после испарения молекулы с поверхности жидкости там на короткое время возникает вакансия. Для ее образования требуется мольная энергия активации испарения АЯеуар/моль. Поскольку свободная энергия диффузии и испарения связана с образованием вакансии, следует предположить, что мольная энергия активации диффузии АН lit с точностью до коэффициента 1/п равна энергии активации испарения [c.196]

Дырки в жидкостях. Диффузию и вязкость можно исследовать при помощи теории абсолютных скоростей реатщй, однако прежде чем приступить к выводу соответствующих уравнений, целесообразно рассмотреть некоторые вопросы, относящиеся к теории жидкого состояния. Точно так же как принимается, что газ состоит из движущихся В пустом пространстве молекул, жидкость можно рассматривать как состоящую из, дырок , движущихся в материальной среде[ ] действительно, следует считать, что дырки играют ту же роль в жидкости, что молекулы в газе . Представим себе, что N молекул, образующих жидкость, связаны друг с другом при помощи связей , полная энергия которых равна МЕ. Для испарения одной молекулы требуется энергия /г Е, если считать, что при этом остальные молекулы изменяют свои положения так, что в жидкости не остается дырки. Если, однако, дырка должна остаться, то для испарения одной молекулы потребуется энергия Е. Таким образом, Е — Е, т. е. 1/2 Е, равняется энергии, необходимой для образования в жидкости только дырки молекулярного размера без испарения молекулы. Отсюда следует, что для образования в жидкости дырки молекулярного размера требуется такая же энергия, как и для испарения молекулы без образования этой дырки. Последняя величина равна энергии испарения на молекулу или Д исп. на моль, где Д исп. = ДЯисп. — RT. Величина ДЯисп. представляет собой обычную скрытую теплоту испарения, а RT — поправку на внешнюю работу, совершаемую при испарении одного моля жидкости, при условии, что пар ведет себя, как идеальный газ. Таким образом, энергия, необходимая для образования в жидкости дырки молекулярного размера, равна энергии испарения жидкости на молекулу. [c.458]

Эта величина не сильно отличается от скрытой теплоты парообразования при абсолютном пуле. Следовательно, энергия, необходимая для возникповепия в жидкости дырки молекулярного размера, приблизительно та же, что и требующаяся для выхода молекул из лавдкости, когда они не оставляют после себя дырок . Стефановское отношение для таких жидкостей будет равно к/я, а отношение координационных чисел на поверхности и в объеме жидкой фазы составит [c.300]

Иной подход к стеклованию основан на широко распространенной концепции свободного объема, важной для понимания молекулярной по движности в веществе. Эта концепция исходит из представления о наличии в жидкостях, в том числе полимерных, некоторой доли незанятого объема, который можно представить как дырки порядка размеров мономерного звена или пустоты меньшей величины, обусловленные нерегулярной упаковкой цепей. Этот объем является значительным только при Т > Т , именно поэтому возможны молекулярные перегруппировки и связанная с ними сегментальная подвижность. При понижении температуры доля свободного объема резко сокращается, пока не достигнет при Г = Гс некоторой минимальной величины, практически одинаковой для всех полимеров и неизменяющейся при дальнейшем понижении температуры. Этой величины свободного объема, однако, недостаточно для перескока сегментов из одного равновесного положения в другое. [c.43]

Наиболее последовательно модель строения жидкости развита Я. И. Френкелем [38] и Г. Эйрингом [78]. Их дырочная модель основывается на допущении существования в жидкости свободных полостей ( дырок ). Размеры полости таковы, что молекула может внедриться в них. Близость по значению ине- 1 нческой и потенциальной энергий обусловливает возможность молекуле перескакивать в расположенные по соседству дырки . Положения равновесия не абсолютно неизменны (в среднем) как в твердом теле, а имеют временной характер. Молекула колеблется вблизи положения равновесия в течение некоторого времени т, затем она перескакивает в новое положение равновесия, находящееся на расстоянии порядка межмолекулярных расстояний. Появляется характерное время перескока т, сопоставимое с периодом колебаний вблизи положения равновесия то. В энергетическом отношении такие молекулы находятся в потенциальных ямах и отделены от другого возможного положения равновесия энергетическим барьером. За счет того, что какая-либо молекула будет обладать достаточной энергией, она может перескакивать в находящиеся рядом дырки , занимая новое положение равновесия. Одновременно происходит скачок дырки с созданием возможности перескока другим молекулам жидкости. Число во шожных скачков определяется числом дырок и высотой энергетического барьера, иреодолеваемого молекулой при перескоке из одного положения в другое. [c.42]

Неупорядоченность, присущая аморфным полимерам, является причиной появления структурных дырок , неподвижных при температуре, меньшей температуры стеклования, и подвижных при более высокой температуре. Поэтому выше температуры стеклования дырки играют роль центров движения, поскольку все свободное пространство необходимо для сегментальной диффузии (лежащей в основе течения). Иначе говоря, полимерные сегменты перепрыгивают в дырки (оставляя позади новые) в процессах диффузии и те-, чения. Скорость этих сегментальных процессов увеличивается с ростом температуры и уменьшается с увеличением энергии межсег-ментального (межмолекулярного) взаимодействия, обычно выражаемыми через энергию активации вязкого течения. Кинетическая теория жидкостей Эйринга [43] основана именно на этой молекулярной модели. Впервые она была сформулирована применительно к течению мономеров, при этом в ней предполагалось, что размеры дырок соизмеримы с размерами молекул, а не сегментов. [c.67]

Развитие концепции Кобеко п тео работах Волькенштейна и Птииына , Кувшинекого п Сидорови-ча . Волькенштейн и Птицын дали математическую трактовку идеям Кобеко для простейшей модели жидкости. Авторы ограничились моделью, в которой каждая кинетическая единица может принимать только два энергетических состояния (основное и возбужденное) и характеризоваться одним временем релаксации (вместо набора энергетических состояний и соответственно спектра времен релаксации для реальной жидкости). Возбужденное состояние в принятой модели можно представить как разрыв между кинетическими единицами при образовании дырки в жидкости. [c.86]

Безотносительно к тому, что представляет собой элемент течения, можно на данной стадии изложения придерживаться дырочной теории строения жидкостей [18] и полагать, что потенциальная энергия элемента течения, находящегося вблизи дырки, имеет два минимума, разделенных потенциальным барьером с высотой и (рис. V. 1). Для перехода элемента из одного положения квазиравновесия в другое требуется либо тепловая флуктуация (самодиф-фузия), либо внешняя энергия (вязкое течение). [c.165]

Наличие ближнего и отсутствие дальнего порядка в жидкости указывает на то, что в ее молекулярной упаковке имеются пустоты, или дырки. Повышение температуры способствует увеличению числа дырок и уменьшению ква-зикристаллической упорядоченности. Наличие дырок и обусловливает способность жидкости к течению и увеличению объема при плавлении. [c.55]

На еще больших расстояниях возможны переходы в кристаллах, твердых растворах и некоторых жидкостях за счет миграции экситона, при этом наблюдается зависимость типа 1/г . Понятие экситона было введено Френкелем при интерпретации некоторых спектров кристаллов в этом случае пара электрон — дырка рассматривается как некая частица, которая может перемещаться по кристаллу в результате взаимодействий узлов решетки. Для наших целей можно принять электронновозбужденную облучаемую частицу за экситои, блуждающий по значительному числу узлов решетки. Далее мы не будем обсуждать этот механизм. [c.121]

Теперь мы можем понять, как действует переход на границе полупроводник — жидкость. Когда полупроводниковый электрод погружен в содержащий окислительно-восстановительную пару (редокс-пару) раствор, химические потенциалы электрода и раствора должны быть одинаковыми, если не приложена внешняя сила. Тогда зоны в полупроводнике искривляются так, чтобы привести в соответствие уровень Ферми и окислительновосстановительный потенциал (редокс-потенциал). Направление искривления зависит от конкретной системы, но для материалов л- и р-типов искривление обычно происходит в направлении, показанном на рис. 8.19, а и в. Освещение поверхности электрода может приводить к переводу электронов из валентной зоны в зону проводимости. Градиенты поля на границе раздела электрод — жидкость будут способствовать, как и в случае твердотельного полупроводникового перехода, разделению вновь образующихся электронов и дырок. В случае направленного вверх изгиба, как на рис. 8.19, а, электроны движутся в глубь полупроводника, а дырки покидают поверхность раздела и уходят в раствор для окисления редокс-пары. Если затем внешней цепью соединяются полупроводниковый электрод и лротйвоэлектрод, также погруженный в раствор, то электроны будут течь от полупроводникового к противоэлектроду (восстанавливая ионы в растворе вблизи него). Таким образом, полупроводниковый электрод становится фотоанодом (рис. 8.19,6). Вследствие электрохимического потенциала /р, возникающего благодаря вентильному фотоэффекту, потенциал Ферми и редокс-потенциал становятся разделенными барьером 11 . На рис. 8.19, г показана аналогичная энергетическая диаграмма для поглощения света материалом р-типа, из которого электроны уходят в раствор, восстанавливая редокс-пару. В этом случае полупроводниковый электрод является фотокатодом. [c.277]

На основании общих представлений теории строения жидкостей (глава VI) механизм диффузии газа в полимерах состоит в перемещении молекул газа отдельными импульсами через отверстия (дырки), которые образуются и исчезают в полимерах в непосредстве[пюм соседстве с молекулалш диффундирующего вещества. Эти отверстия в эластических полимерах появляются в результате флюктуации плотности при тепловом движении отрезков цепей. Чем больше гибкость цепи, тем больше вероятность таких флюктуаций и обмена местами между молекулами газа и звеньями полимера, тем больше газопроницаемость. У стеклообразных полимеров возл[ожность независимого перемещения звеньев отсутствует. Если жесткие цепи упакованы рыхло, т. е. в полимере имеются постоянно существующие поры, это способствует газопроницаемости. Если цепи упакованы плотно, это препятст-вует газопроницаемости (поливиниловый спирт). [c.491]

Явление терлшческой диффузии применительно к смесям жидких углеводородов рассматривалось [25 ] с позиций теории клеточной модели жидкого состояния. Исследователи приходят к выводу, что для углеводородных систем молекулярная масса в меньшей степени определяет нанравление перемещения разделяемых молекул, чем количество энергии, требуемой для выделения молекулы из дырки в структуре жидкости. Опыты этих авторов показали, что нри разделении в конвекционной колонне углеводороды располагаются в последовательности (от верха к низу колонны) легкие н-алканы, тяжелые к-алканы, изоалканы, цикланы, моноциклические ароматические углеводороды и бициклические ароматические углеводороды. Правильность этого ряда была в значительной части подтверждена и последующими работами. [c.30]