Химический потенциал - жидкость
Cтраница 2
Возникновение между пластинами отрицательного расклинивающего давления, вызывающего их сцепление ( адгезию), обусловлено растяжением под действием поверхностных сил жидкой прослойки. В результате этого появляется вогнутый мениск, уменьшается химический потенциал жидкости. Если пластины вместе с прослойкой опустить в жидкость, то вследствие осмоса возникнет положительное давление. [16]
Иногда утверждают не вполне точно, что давление насыщенного пара жидкости или твердого тела является мерой его химического потенциала. Это легко может привести к ошибочному впечатлению, что химический потенциал жидкости или твердого тела увеличивается с ростом температуры. [17]
 |
Зависимость химического потенциала от давления и его влияние на точки плавления и кипения. [18] |
В этих случаях уравнение предсказывает, что при увеличении давления химический потенциал жидкости увеличивается несколько больше, чем потенциал твердой фазы. Эти изменения показаны на рис. 7.2. Эффект состоит в очень заметном повышении точки кипения и только в небольшом повышении точки замерзания. [19]
Знание температурной зависимости упругости пара позволяет определить температурную зависимость химического потенциала ( а с ним и энтропии) жидкости. При соответствующей обработке результатов своих измерений авторы производят операции, сводящиеся к аппроксимированию химического потенциала жидкости в виде линейной функции температуры, и находят, что таким способом можно хорошо интерпретировать экспериментальные данные. Но наличие пропорционального температуре члена в химическом потенциале означает наличие постоянного члена в энтропии. В результате авторы приходят к выводу о существовании у жидкого Не3 значительной остаточной энтропии, составляющей около 0 4 кал / моль-град. При этом энтропия отсчитывается от значения R 1п2 1 38 кал / моль-град. В действительности, однако, этой частью энтропии должен обладать лишь пар, но не жидкость. Имея это в виду, мы найдем, что указанный выше способ вычисления дал бы для остаточной ( не ядерной) энтропии даже еще большее значение 1 8 кал / моль-град. [20]
Величина А равна работе перехода одного моля вещества от давления pi до pz - Таким образом, для идеального газа при постоянной температуре мольный изобарный потенциал, или химический потенциал, полностью определяется давлением. Если газ ( пар) находится в равновесии с жидкостью, то химический потенциал пара равен химическому потенциалу жидкости. Поэтому давление насыщенного пара будет характеризовать свойства жидкости, а именно стремление вещества покинуть жидкую фазу. [21]
ЬелиЧйНа постоянная и равная Для всех фаз. Условие равновесия можно выразить и в другой форме: изменение химического потенциала, измеряемое как разность между химическим потенциалом жидкости данного типа и жидкости в большом объеме, также есть величина постоянная. [22]
Другим практически важным процессом переноса жидкости внутрь твердого тела является набухание. Оно отличается от капиллярной пропитки тем, что набухание - процесс диффузионный, его движущая сила - градиент химического потенциала жидкости ( или осмотическое давление) и сопровождается оно увеличением объема ( массы) твердого тела. Набухание характерно, главным образом, для полимерных материалов; это явление рассматривается в разд. [23]
Это же уравнение можно получить и из несколько иных соображений, учитывая лапласово давление. Из условия механического равновесия следует, что внутри капли давление выше, чем снаружи. Это приводит к тому, что химический потенциал жидкости внутри капли выше, чем под плоской поверхностью. [24]
Точке пересечения отвечает равенство химических потенциалов ii ц2, которое является условием равновесия между жидкой и твердой фазами с плоской поверхностью раздела. Иначе говоря, Т0 является температурой плавления или температурой кристаллизации, хотя при этой температуре ни плавление, ни кристаллизация никогда не начинаются. При температуре Т ниже температуры Т0 химический потенциал жидкости выше химического потенциала твердого тела ( HI 2), поэтому / г ( ц2 - Hi) - n ( t - 2) отрицательно, тогда как aS положительно. [26]
В работе Зельдовича [7] эволюция спонтанно возникших пузырьков описывается с учетом в явной форме как термодинамически детерминированных переходов, так и случайных воздействий. Если отложить по оси абсцисс число молекул в пузырьке, а по оси ординат - число пузырьков данного класса в жидкости и задать начальное распределение в виде узкого пакета, то с течением времени будет происходить не только смещение пакета по фазовой оси, но и его диффузионное размывание. Направление термодинамически детерминированного перехода определяется знаком разности химических потенциалов жидкости и пара. [27]
По окончании плавления всего вещества последующее нагревание снова вызывает повышение температуры системы ( жидкости), чему соответствует участок П И на кривой нагревания. Этот участок кривой характеризует однофазную и однова-риантную жидкую систему. При нагревании в определенный момент жидкость приобретает температуру, при которой химические потенциалы жидкости и пара становятся равными, и образуется двухфазная система из жидкости и насыщенного пара. На кривой нагревания отмечается горизонтальный отрезок И И, свидетельствующий о постоянстве температуры системы. [28]
Представим себе, что количество адсорбированного вещества постепенно возрастает и адсорбционный слой переходит в макроскопически толстую жидкую пленку. Поверхностная концентрация 7 приобретает при этом условный смысл величины, пропорциональной толщине пленки I: j pi / m, где т - масса молекулы, а р-плотность жидкости. При возрастании толщины пленки химический потенциал ее вещества стремится к / / ж - химическому потенциалу массивной жидкости. [29]
При распространении этой теории на состояния сильно растянутой жидкости встречаются серьезные трудности. Связь между радиусом пузырька и числом молекул в нем оказывается немонотонной. Величина п проходит через максимум, который для b 3 соответствует радиусу г гк. Здесь же достигает максимума и W. Получается, что рост пузырька после прохождения размера г должен сопровождаться уменьшением числа молекул. Но для больших пузырьков поток молекул, обусловленный разностью химических потенциалов жидкости и пара, имеет противоположное направление. Следовательно, выводы теории для сильно растянутой жидкости оказываются в противоречии с исходными термодинамическими соображениями. Указанного противоречия можно избежать, отказавшись от допущения, что рост пузырька лимитируется скоростью испарения. Принципиальная трудность описания флуктуационных пузырьков в сильно растянутой жидкости ( р1 0) связана с низкой плотностью пара при температурах, где такие состояния возможны. [30]
Страницы: 1 2 3