Cтраница 3
В элементарной кинетической теории газов большое значение имеет величина средней длины свободного пробега молекул Я. Если считать молекулы твердыми шариками, не окруженными силовыми полями, то К будет просто средним путем молекулы между двумя соударениями. Способы вычисления потоков диффузии и соответственно коэффициентов диффузии методами кинетической теории газов хорошо известны [1, 2], и нам нет надобности здесь на них останавливаться. Напомним лишь, для вычисления потока диффузии, возникающего при определенном градиенте концентрации газа, вычисляется разность числа молекул, пересекающих некоторую плоскость в двух противоположных направлениях. При этом принимается, что число молекул, пересекающих рассматриваемую плоскость, определяется их концентрацией на расстоянии К от этой плоскости и средней скоростью теплового движения. [31]
В современной теории растворов, развившейся под влиянием работ Вант-Гоффа, Аррениуса, Оствальда, Нериста, заложены незыблемые основы для термодинамической теории трактования вопроса о растворах. Закономерности, открытые методами классической термодинамики, настолько глубоко захватили всю область теории растворов, что методы кинетической теории вещества получили лишь значение вспомогательных иллюстраций. Между тем, эта последняя сторона в теории растворов представляет очень большой интерес, давая возможность ближе подойти к вопросу о природе молекулярных сил. В совершенно ясной форме вопрос о природе сил в растворах с этой точки зрения был развит Негели в 1879 г., г который и пишет следующее: Если кристалл соли или сахара доложить в воду, то молекулы этих тел начинают переходить в раствор и распространяться во всей жидкости. [32]
Теория жидкого состояния значительно хуже разработана, чем теория газообразного состояния, и это отчетливо сказывается на уровне теоретической интерпретации явлений химической кинетики в конденсированной фазе. Теория реакций в газовой фазе базируется на двух следствиях молекулярно-кинетической теории: возможности расчета числа столкновений между реагирующими молекулами и применимости к реагирующей системе максвелл-больцмановского распределения. При переходе к реакциям в растворах приходится рассматривать третий объект - молекулы растворителя. При этом возможны два крайних случая: 1) молекулы растворителя не входят в состав активного комплекса, и их взаимодействие с молекулами растворенного вещества сводится к столкновениям и вандерваальсовому взаимодействию; 2) молекулы растворителя входят в состав активного комплекса и в той или иной мере определяют кинетические свойства последнего. Взаимодействие второго типа, пожалуй, больше относится к каталитическим явлениям и будет рассмотрено ниже. Ограничиваясь первым случаем, рассмотрим, в какой мере методы кинетической теории применимы к реакциям в растворах и можно ли для подсчета числа столкновений между реагирующими молекулами в растворах использовать газокинетическое уравнение. Дать обоснованный ответ на этот вопрос трудно и приходится ограничиваться критерием практической применимости расчета. [33]
Теория жидкого состояния значительно хуже разработана, чем теория газообразного состояния, и это отчетливо сказы-1 вается на уровне теоретической интерпретации явлений химической кинетики в конденсированной фазе. Теория реакций в газовой фазе базируется на двух следствиях молекулярно-кине-тической теории - возможности расчета числа столкновений между реагирующими молекулами и применимости к реагирующей системе максвелл-больцмановского распределения. При переходе к реакциям в растворах приходится рассматривать третий объект - молекулы растворителя. При этом возможны два крайних случая: 1) молекулы растворителя не входят в состав активного комплекса, и их взаимодействие с молекулами растворенного вещества сводится к столкновениям и ван-дер-ваальсовому взаимодействию; 2) молекулы растворителя входят в состав активного комплекса и в той или иной мере определяют кинетические свойства последнего. Взаимодействие второго типа, пожалуй, больше относится к каталитическим явлениям и будет рассмотрено ниже. Ограничиваясь первым случаем, рассмотрим, в какой мере методы кинетической теории применимы к реакциям в растворах. [34]
В последнее время в соответствии с постановкой новых инженерных задач интенсивно развивается динамика многофазных сред, в частности систем газ - твердые частицы. Каждый отдельно взятый компонент в данном объеме смеси не представляет непрерывную среду, а состоит из пустот и включений. Это означает, что ряд параметров для отдельного компонента ( фазы), например плотность, скорость, не являются непрерывными функциями координат, а их производные на фазовых границах могут обращаться в бесконечность. Далее изложен подход, основанный на осреднении в пределах фазы, что равносильно принятию допущения о сплошности каждой отдельно взятой фазы. Гипотеза сплошности лежит в основе таких разделов механики, как теория упругости, газовая динамика. Для последней она подтверждена методами кинетической теории газов. [35]