Ван-дер-Ваальса движения жидкостей

Исследование проводится в сферической системе координат, связанной с центром большой капли (рис. 11.2). В этой системе координат поток внешней жидкости движется относительно большой капли, причем вдали от капли скорость можно считать постоянной, равной скорости осаждения рассматриваемой капли. Другая капля меньшего размера движется вместе с потоком относительно большой капли, обтекает ее и либо коснется ее, либо пройдет мимо. Движение капель из-за малости их размеров можно считать безынерционным. Поэтому траектория маленькой капли относительно большой на больших по сравнению с радиусом большой капли расстояниях совпадает с линией тока внешней жидкости, а на малых расстояниях заметно отклоняется от линии тока, что вызвано как силой взаимодействия капли с внешней жидкостью, так и силами взаимодействия капель. Силы взаимодействия представляют собой гидродинамические, молекулярные и электростатические силы. Гидродинамические силы являются силами сопротивления движению капли, они неограниченно возрастают при уменьшении зазора между поверхностями капель. Молекулярные силы — силы притяжения Ван-дер-Ваальса — Лондона, действующие на малых расстояниях. Электростатические силы — это силы отталкивания, обусловленные двойны- [c.253]

Природа жидкого состояния. Первая количественная теория жидкого состояния, принадлежавшая Ван-дер-Ваальсу, относится к середине 70-х годов XIX в. Согласно этой теории для жидкости и газа характерна полная хаотичность движения и расположения молекул и возможен непрерывный переход из жидкого в газообразное состояние при любых температурах ниже критической. Теория Ван-дер-Ваальса не указывала принципиальных различий между жидким и газообразным состояниями. Ван-дер-Ваальс вывел универсальное уравнение для жидкого и газообразного состояний, которое предсказывало для области температур ниже критической определенную зону давлений, где мол иметь место непрерывный переход из газообразного состояния в жидкость. Характерной особенностью такого переходного состояния является увеличение объема с увеличением давлений при постоянной температуре (пунктир на кривой 1 рис. 111.45). Предсказание теории Ван-дер-Ваальса о существовании такого состояния не подтверждалось на опыте, но в то же время стимулировало изучение физико-химических свойств жидкостей и процессов их перехода в га- [c.225]

Для процессов трения полимеров существенное значение имеет тепловое движение макромолекул или их частей. Рассмотрим особенности теплового движения в полимерах, которые имеют сходство с тепловым движением в жидкостях. Ранее, под влиянием идей Ван-дер-Ваальса, жидкости рассматривались как весьма плотные газы. Тепловое движение в жидкости сводилось к поступательным движениям частиц. В 1956 г. Френкель [18, 19] предложил принципиально новый взгляд на тепловое движение. Жидкости, по Френкелю, особенно вблизи температуры кристаллизации, ближе по структуре в ближнем порядке и по характеру теплового движения к твердым телам, чем к плотному газу. В твердых телах и жидкостях в результате теплового движения частиц происходит постоянное перераспределение их кинетических энергий. Каждая частица (атом или молекула) имеет возможность время от времени приобрести достаточно большую кинетическую энергию и преодолеть потенциальный барьер, разделяющий два соседних положения. Частица обычно находится в местах, соответствующих минимуму потенциальной энергии, и совершает колебания около положения равновесия. В результате таких перемещений в кристаллических телах образуются так называемые вакансии или дырки (свободные узлы кристаллической решетки) и дислоцированные атомы, расположенные в междоузлиях. В жидкостях такие дырки представляют собой неопределенного размера и формы микропустоты между молекулами. Время жизни дырок невелико, а число их значительно больше, чем в кристаллах. Свободный объем в жидкостях главным образом состоит из суммы объемов дырок , которые постоянно исчезают в одних местах и возникают в других. Существование свободного объема в жидкостях обеспечивает большую подвижность частиц. [c.12]

Впервые сечение захвата для сильно различающихся по размерам частиц с учетом гидродинамического взаимодействия между ними было определено в работе [106]. Задача решалась в следующей постановке. Пусть и Я 2 — радиусы сближающихся частиц и пусть Относительная скорость движения частиц, пока они находятся на большом расстоянии друг от друга, равна V. При сближении частиц между ними начинают действовать гидродинамические силы, возникающие вследствие выдавливания разделяющей их пленки жидкости, и силы Ван-дер-Ваальса. При сближении капель на расстояние между их поверхностями б сумму этих сил можно записать в виде [c.86]

Переход вещества из газообразного в конденсированное состояние объясняется наличием сил межмолекулярного взаимодействия. Эти силы иначе называются силами Ван-дер-Ваальса. Они зависят, прежде всего, от расстояния между центрами взаимодействующих молекул. На больших расстояниях эти силы ничтожно малы, что и наблюдается в газообразных веществах, молекулы которых находятся в непрерывном хаотическом движении. В жидкости расстояние между молекулами меньше, чем в газе, и, соответственно, межмолекулярные силы проявляются уже в большей степени. И, наконец, в твердых телах, где частицы совершают лишь колебательные движения около определенных центров равновесия, силы Ван-дер-Ваальса имеют наибольшее значение. Межмолекулярные силы носят электростатический характер и не обладают свойством насыщаемости. Они гораздо слабее внутримолекулярных химических связей. Именно следствием небольших значений энергии межмолекулярной связи является то, что молекулярные кристаллы плавятся при низких температурах и имеют высокую летучесть. [c.118]

При данной температуре зависимость равновесного давления пара А над клатратным кристаллом от величины у (степени заполнения полостей) определяется изотермой типа Лэнгмюра. Это утверждение Ван-дер-Ваальса, основанное на аналогии с адсорбцией, при которой образуется локализованный монослой было впоследствии подтверждено многочисленными экспериментами [26]. Для построения функции распределения, характеризующей движение молекулы А в полость клатратного кристалла, Ван-дер-Ваальс воспользовался методом Леннард-Джон-са и Девоншира, предложенным этими авторами для статистического описания клеточной модели жидкостей [52]. [c.18]

Температурная зависимость константы диффузии была использована для выяснения механизма диффузии молекул газа в полимере. В основу этого механизма положены следующие представления о тепловых флуктуациях в жидкостях- . Молекулы газа передвигаются отдельными импульсами через отверстия ( дырки ) в полимере, которые образуются и исчезают в результате флуктуаций при тепловом движении сегментов молекул полимера. Энергия активации Ео расходуется на раздвижение цепей полимера, которые связаны друг с другом силами Ван-дер-Ваальса, на расстояние, достаточное для того, чтобы позволить молекуле газа переместиться и занять новое место ( дырку ). При этом энергия активации превращается в кинетическую энергию молекул газа и частично—в кинетическую энергию молекул полимера. [c.308]

Второй род сил, влияющих на устойчивость золя,— силы притяжения между частицами. Они имеют ту же природу, что и силы, действующие между нейтральными молекулами. Существованием этих сил Ван-дер-Ваальс объяснял свойства реальных газов и жидкостей. Возникновение межмолекулярных сил обусловлено взаимодействием диполей (эффект Кеезома), поляризацией одной молекулы другой (эффект Дебая) и особого рода взаимодействием, которое объяснимо в рамках квантовой механики. Последний тип сил, называемых дисперсионными силами Лондона, связан с наличием в нейтральных атомах и молекулах мгновенных диполей. Взаимодействие таких диполей, являющихся результатом движения электронов в атомах и молекулах, не зависит от постоянных диполей и служит причиной их взаимного притяжения. Ф. Лондон показал, что такой тип взаимодействия превосходит эффекты Кеезома и Дебая. Энергия лондонозского взаимодействия между двумя атомами, находящимися на расстоянии г, обратно пропорцио- [c.112]

Рассмотрим движение пузырьков в ламинарном потоке. Их взаимодействие обусловлено, с одной стороны, разностью скоростей движения относительно жидкости за счет различных размеров, а с другой — молекулярными силами взаимодействия. За счет различных размеров происходит их сближение на относительно больших по сравнению с радиусами пузырьков расстояниях. На малых расстояниях возникают силы сопротивления, которые препятствуют сближению. На этих же расстояниях начинает действовать сила притяжения Ван-дер-Ваальса, которая обеспечивает эффективный захват пузырьков. Заметим, что если происходит сближение пузырьков с полностью заторможенной поверхностью, то сила гидродинамического сопротивления при малых зазорах 5 между поверхностями пузьгрьков сингулярна Ff, 8 , поэтому столкновение пузырьков невозможно без учета силы Ван-дер-Ваальса. При сближении пузырьков со свободной поверхностью В отличие от первого случая эта особенность [c.605]

Авторы раипих работ принимали в качестве исходной концепции теорию сжиженного газа Ван-дер-Ваальса. Современные исследования основываются на теории псевдокристаллического строения жидкостей, однако применение этой теории для интерпретации кинетических явлений (процессов переноса количества движения, энергии, массы) в жидкостях затруднительно [11] и полученные результаты еще непригодны для расчетной практики. [c.493]

Согласно уравнению Ван-дер-Ваальса, ковол эм, т. е. пространство,, предоставленное молекулам для их движения, или вибрационная сфера, Ф = (У-—Ь). При одинаковых температурах и давлениях Ф должно быть приблизительно одинаковым для разных газов. Траубе (J. Traube,, 1892—99) перенес этот результат на жидкости, положив, что. у них Ф имеет одинаковую величину и что из общего объема аддитивен только, тот, который действительно занят атомами. [c.24]

Коагуляция неорганических гидрозолей. Внешние факторы воздействия на гидрозоль неорганического коллоида могут в больиюй степени повлиять на устойчивость золя. Так, если в интермицеллярную жидкость ввести определенные электролиты, то можно тем самым уменьшить диффузный слой ионов (сжать ионную атмосферу мицеллы). Это снижает роль гидратных оболочек они теперь уже в мепьшей степени экранируют (заслоняют) частицы от действия молекулярных сил сцепления. Коллоидные частицы, совершая броуновское движение, могут при столкновении приближаться настолько, что между ними начинают проявлять себя сплы Ван-дер-Ваальса. В результате мицеллы начинают слипаться, частицы дисперсной фазы укрупняются. [c.322]

Развитие теории жидкости происходило вначале на базе допущения о тождественном характере движения в жидкости и газе [4], так называемая бесструктурная теория жидкости. На этой основе развивалась теория свободного пространства в жидкости Егера [5], которая относится к типу моделей Ван-дер-Ваальса. Эта теория развивалась в работах Гершфельда [6], Дитеричн [7], Ле-нард-Джонса и Девоншира [8]. Наряду с этой газовой теорией жидкости развивалась и осцилляторная теория, рассматривающая жидкость как систему гармонических осцилляторов, способных менять свое пространственное расположение [9, 10]. [c.22]

Силы Ван-дер-Ваальса и Лондона. При сближении двух молекул между ними возникает притяжение. Обычно это способствует увеличению жидкостной когезии , то есть вязкости. Если полимерные цепи могут свободно перемеи аться, то такой полимер рассматривают как жидкость. При охлаждении полимера свободное движение его цепей замедляется или прекраш,ается полностью. При этом вязкость так сильно возрастает, что полимер в таком состоянии считают твердым веществом. Если цепи полимера при охлаждении самоориентируются, т. е. в результате взаимного притяжения молекул возникает упорядоченность, как в случае [c.19]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология