Спонтанное зародышеобразование

Cтраница 3

При невысоком содержании мелкодисперсных и коллоидных примесей в воде процесс коагуляции часто протекает неудовлетворительно. Образующиеся мелкие хлопья выносятся из отстойников вместе с осветленной водой. Происходит это вследствие недостаточного количества центров кристаллизации коагулянта и спонтанного зародышеобразования в объеме. Частицы порошков, наряду с частицами примесей воды, служат центрами зародышеобразования при кристаллизации коагулянта. В результате коагуляции получаются крупные хлопья, хорошо отделяющиеся от воды. [31]

Если растворимость в чистой воде слишком мала, как это часто бывает в случае неионизированных соединений с кова-лентной связью, таких, как органические соединения, то можно применить другие, например органические, растворители. Если же растворимость слишком велика ( что приводит к образованию очень вязких растворов), то можно использовать смеси растворителей, например смесь спирта с водой. Если температурная зависимость растворимости либо слишком крута ( незначительные температурные флуктуации вызывают спонтанное зародышеобразование), либо недостаточно крута ( при выращивании путем медленного охлаждения отлагаются малые количества вещества, а при выращивании методом температурного градиента градиент должен быть слишком большим), то тоже можно использовать другой растворитель или смесь растворителей. [32]

Будем предполагать, что и при инициированном зародышеобразовании критический пузырек возникает флуктуационным путем в подсистеме релаксирую-щих тепловых пичков. Работа WK АФтах ( Т Тп) значительно выше, чем при спонтанном зародышеобразовании. Подсистема тепловых пичков играет роль горячего термостата, из которого черпается работа на образование пузырька. Вероятность вскипания жидкости свяжем не с полной энергией пичков, а с их свободной энергией Гиббса. [33]

Как уже отмечалось, температура начала бурного вскипания Т слабо зависит от скорости разогрева пристеночного слоя жидкости. Однако существование небольшого сдвига температуры Т, соответствующей заданной величине возмущения т), позволяет в принципе получить дополнительную информацию о кинетике спонтанного зародышеобразования. Павлов [115] проанализировал две модели теплового влияния пузырька на проволочку. [34]

Температуры максимального перегрева капелек н-пентана ( О и перфтор-пентана ( для различных давлений. Верхние линии - расчет по теории гомогенного зародышеобразования. [35]

На рис. 22 сравниваются для примера н-пентан и ф-пентан. Ослабление внешнего молекулярного поля проявляется в снижении критической температуры и критического давления. Но в приведенных термодинамических координатах я, т максимальные температуры перегрева большой группы углеводородов и фторуглеродов располагаются близко друг к другу ( рис. 23), так что можно говорить о приблизительном термодинамическом подобии многих веществ в отношении условий спонтанного зародышеобразования. Экспериментальные точки для других жидкостей, в том числе для бензола и диэтилового эфира по опытам на пузырьковой камере, не показанные на рис. 23, попадают в общую полосу. [36]

Полученная из опыта зависимость У ( р) хорошо согласуется с расчетной. Но применительно к спонтанному зародышеобразованию информация оказывается весьма скудной. В произведении п f2, от которого зависит рассеяние, оба сомножителя меняются со временем. [37]

Посвящена теоретическому анализу процессов возникновения и роста новой фазы в парообразных, жидких и твердых системах. В основу рассмотрения заложена - впервые выдвинутая автором - идея о том, что возникновение зародыша новой фазы непосредственно связано с флуктуацион-ными явлениями. Явления формирования новой фазы описываются с применением введенных Гиббсом термодинамических потенциалов. Впервые на этой основе автором было дано исчерпывающее освещение проблемы пересыщения системы при спонтанном зародышеобразовании и вскрыта природа метастабильности. Оранского рассмотрен вопрос о равновесных формах и формах роста кристаллов. [38]

Взрывное вскипание путем быстрого ввода тепла в жидкость возможно при использовании интенсивного инфракрасного излучения или лазерного луча, при нагреве электролитов током. Способность этих металлов восстанавливать окислы и растворять загрязнения приводит к уменьшению числа готовых центров. Вместе с тем для жидких металлов радиус критического пузырька при заданном перегреве оказывается значительно больше по сравнению с органическими жидкостями и водой. Однако эти перегревы еще не обеспечивают спонтанного зародышеобразования. Если принять для металлов, как и для диэлектрических жидкостей, Ти - 0 9 Тк, то получим при атмосферном давлении: калий Ts 760 С, Ти - 1600 С ( Тк 1800 С), АГП 840 С; натрий Ts 883 С, Тп - 1980 С ( Тя 2230 С), АГП - 1100 С. [39]

Как известно, при кристаллизации в системе сначала возникают мельчайшие частицы новой твердой фазы - зародыши, затем происходит рост кристаллов. Согласно современной термодинамической теории образования кристаллических зародышей изолированная система абсолютно устойчива ( стабильна), если любое конечное изменение ее состояния ( при постоянстве энергии) оставляет неизменной ( или уменьшает) ее энтропию. Система относительно устойчива ( метастабильна), если при некоторых конечных изменениях ее состояния энтропия возрастает. Примером метастабильной системы является пересыщенный раствор, энтропия которого возрастает на конечное значение при кристаллизации. В лабильной ( резко пересыщенной) области происходит спонтанное зародышеобразование. В тур-бидиметрии необходима агрегативная устойчивость дисперсной системы. Под устойчивостью дисперсной системы понимают постоянство ее свойств во времени, в первую очередь дисперсности и распределения частиц по объему, устойчивости к отделению раствора от осадка, к межчастичному взаимодействию. [40]

Индекс Э указывает на принадлежность величины к эквимолярной поверхности. В термодинамике малых одно-компонентных систем чаще пользуются поверхностью натяжения. В этом случае запись соотношений упрощается ( ср. Для очень малых пузырьков или капелек нужно считаться с возможностью изменения поверхностного натяжения по сравнению с плоской и слабо искривленной границей раздела. Но существующая теория поверхностных явлений не предсказывает вида зависимости о а ( г) и не дает критерия малости системы. Априори нельзя сказать, допустимо ли при описании спонтанного зародышеобразования использовать обычное поверхностное натяжение. [41]

Каган [9] более полно и строго, чем в теории Деринга - Фольмера, формулирует условия на границе растущего пузырька. Он использует их при нахождении величины ( dn / dr) K, входящей в DK. Составляется уравнение динамики пузырька с учетом вязких и инерционных сил. Записывается также уравнение теплопроводности в движущейся жидкости, которое позволяет оценить понижение температуры на границе пузырька. Понижение температуры вызывает уменьшение равновесного давления пара Ар d - ДГ, d - коэффициент, определяющий в небольшой области состояний температурную зависимость давления насыщенного пара. В [9] показан путь получения общего решения стационарной задачи о частоте спонтанного зародышеобразования при любом соотношении вязкости, инерционности, скорости испарения молекул и скорости подвода тепла. Перечисленные факторы могут ограничивать рост пузырька на первой стадии. [42]

Температура расплава поддерживается либо равной температуре плавления, либо несколько выше. Кристалл закрепляют таким образом, чтобы его нижняя поверхность находилась в контакте с расплавом. Тепло отводится через кристалл, так что его поверхность в контакте с расплавом находится при температуре ниже точки плавления. По мере того как кристалл растет, он вытягивается из расплава и его нижняя поверхность все время находится в контакте с поверхностью жидкости. При этом методе объем переохлажденного расплава ограничен очень малой областью, непосредственно прилегающей к поверхности кристалла. Возможность спонтанного зародышеобразования при этом уменьшается, и кроме того, любые возникшие кристаллиты будут опускаться в расплав и вновь растворяться. Затравочный кристалл обычно вырезается из большого монокристалла. [43]

В этом случае скорость роста больших пузырьков на поверхности проволочки существенно замедляется холодными слоями жидкости, снижается эффективность проявления готовых центров. Было замечено изменение сопротивления проволочки при длительной работе на коротких импульсах. Эффект выражен слабее для платины высокой чистоты. Частота следования импульсов ограничивается временем тепловой релаксации. При поиске на экране осциллографа особенности, вызванной спонтанным зародышеобразованием, импульсы подаются с частотой около 2 ец. Центр ступеньки соответствует определенной температуре проволочки. При повышении напряжения импульса ступенька на экране осциллографа сдвигается влево. Если вместе с ней сдвигается и начало особенности, фиксируемое первым лучом, то это свидетельствует о спонтанной природе центров кипения. Если же ступенька отходит от характерного всплеска, значит он вызван кипением на готовых центрах. При поиске особенности иногда приходится укорачивать импульсы тока. [44]

Кроме того, в предэкспоненциальный множитель входит число молекул в 1 см3 жидкости N. Для сг, ps, v, v берутся значения по таблицам термодинамических свойств [122, 123] на линии насыщения при заданной температуре. Ввиду очень сильной температурной зависимости / х удобно пользоваться полулогарифмической шкалой. Обычно сравнение экспериментальных данных с теорией производится не для частоты нуклеации / г. а для температуры Тп, которая соответствует реализуемой в опыте частоте / а. По теории гомогенной нуклеации строится небольшой участок кривой lg J1 ( Т) и из условия lg / х 6 определяется теоретическое значение Тп. Для проверки теории нужно изменять в широком интервале давление, под которым находится жидкость, а также эффективную частоту зародышеобразования. Перекрыть большой диапазон / j удается благодаря применению разных методов перегрева жидкостей. Это позволяет судить о применимости теории как при низких, так и при очень высоких частотах спонтанного зародышеобразования. [45]

Страницы: 1 2 3