Cтраница 4
Чтобы запомнить, какие переменные являются естественными для термодинамических функций простой ( Р, V, Г) - системы и чему равны производные от функций по этим переменным, профессор Л В. Радушкевич предложил следующий мнемонический прием: стороны квадрата на рисунке 22 соответствуют термодинамическим функциям F, G, Н и U, вершины указывают характеристические переменные для функции. Для нахождения производной нужно пойти по диагонали квадрата от переменной, по которой производится дифференцирование, к противоположной вершине. При этом движение по стрелке дает положительное значение найденного параметра, движение против стрелки - отрицательное. [46]
Точное описание реальных пористых систем, вероятно, невозможно без применения статистических методов. Из обзора Радушкевича [1] ясно, однако, что эта область развита пока еще очень слабо, и мы находимся здесь только в самом начале длинного и трудного пути. Для глобулярной системы, например, возможны многие вариации размеров частиц и их упаковки. К одному и тому же размеру пор приводят мелкие рыхлоупакованные и крупные плотноупакованные частицы. Эти системы по-разному поведут себя в отношении процессов массо - и теплопереноса, адсорбции и капиллярной конденсации; прочность, а также ультрапористость их будет различна. Поэтому неоднозначность для исследователей, работающих над этими вопросами, неприемлема. [47]
Точное описание реальных пористых систем, вероятно, невозможно без применения статистических методов. Из обзора Радушкевича [1] ясно, однако, что эта область развита пока еще очень слабо, и мы находимся здесь только в самом начале длинного и трудного пути. Для глобулярной системы, например, возможны многие вариации размеров частиц и их упаковки, К одному и тому же размеру пор приводят мелкие рыхлоупакованные и крупные плотноупакованные частицы. Эти системы по-разному поведут себя в отношении процессов массо - и теплопереноса, адсорбции и капиллярной конденсации; прочность, а также ультрапористость их будет различна. Поэтому неоднозначность для исследователей, работающих над этими вопросами, неприемлема. [48]
Сохранение постоянного соотношения / / / для корпускулярных систем позволяет надеяться, что подобные соотношения могут быть найдены и для губчатых тел. Действительно, используя отмеченное Радушкевичем правило обращения структур, многие губчатые системы можно рассматривать как системы полых шаров или полостей другой формы в сплошном теле. В таких случаях пересечение тел происходит по более сложным законам, но соотношение между средними размерами полостей и элемента скелета может также сохраняться постоянным. [49]
Обилие типов реальных ячеистых и пористых систем не позволяет выявить какой-либо единственный количественный критерий их классификации. Между тем, по мнению Радушкевича [1, 2], существуют по крайней мере два качественных признака, позволяющих классифицировать все многообразие таких структур. К этим признакам относятся механизм образования ( происхождения) и общий характер упорядоченности структуры. Первый признак позволяет рассматриваемые системы разделить на две большие группы, условно называемые системами роста и системами сложения. [50]
В области более крупных пор капиллярно-конденсационный метод может быть применен совместно с методом электронной микроскопии, методом вытеснения жидкостей и методом продавливания ртути в поры адсорбентов. Снимки силикагелей под электронным микроскопом, сделанные Радушкевичем в лаборатории Дубинина, показали, что если пока еще и нельзя составить количественной функции распределения пор по размерам, то качественные выводы можно сделать вполне четко. [51]
В заключение заметим, что хотя теории динамики сорбции из потока и фильтрации аэрозолей довольно далеки друг от друга ( главным образом из-за того, что кинетика сорбции определяется, в основном, внутренней, а фильтрация аэрозолей - внешней диффузией), все же имеется ряд вопросов, представляющих интерес для обеих теорий. В частности, как было показано в докторской диссертации Радушкевича, неоднородность слоя адсорбента существенно искажает фронт адсорбции. В связи с этим представляет интерес изучение поля течения в слое сферических гранул, которое позволит распространить нашу теорию на гранульные фильтры. [52]
На практике широкое применение находят расчетные методы потенциальной теории адсорбции. Это обусловлено тем, что с помощью уравнения Дубинина - Радушкевича по стандартной изотерме при известном коэффициенте аффинности можно рассчитать изотерму адсорбции и распределение размеров пор для любого пара или газа. [53]
Величина ат может быть определена из константы W9 уравнения Дубинина - Радушкевича ( III. На рис. 28, б изображена изотерма адсорбции тг-хлоранилина на ацетиленовой саже, рассчитанная в координатах этого уравнения. Существенно, что величины ат, найденные из уравнения Лэнгмюра и из уравнения Дубинина - Радушкевича, совпадают. [54]
![]() |
Распределение частиц сернокислого бария по размерам по данным Ильина, Леонтьевой и Брагина. [55] |
Измерения теплот смачивания таких порошков дали прямую пропорциональность теплот смачивания величинам удельной поверхности, оцененной до микроскопическим их исследованиям, что указывало на отсутствие-значительной пористости, так как в случае пористых адсорбентов, как мы видели, уменьшение зерен лишь в очень слабой степени сказывается на адсорбционных свойствах. На рис. 5 приведен его снимок под электронным микроскопом, сделанный Радушкевичем. [56]
Угольные дендрит представляют собой скелетные формы графитовых кристаллов, вырастающих обычно в виде скрученных спиралью лент и являющихся винтовыми дислокациями. Именно дендритами такой формы, очевидно, являются червеобразные угольные образования, наблюдавшиеся Радушкевичем и Лукьяновичем [120] и рядом других авторов [121 -125] в процессах гидрирования окиси углерода. [57]
Для описания процесса адсорбции углекислого газа на алюмоцеолитных сорбентах и исходных образцах, взятых для смешения, использованы уравнения теории объемного заполнения микропор без исправления адсорбции на переходную пористость. На рис. 72, б изображены изотермы адсорбции углекислого газа в линейной форме уравнения Дубинина - Радушкевича для адсорбентов первого структурного типа. Результаты опытов в широком интервале равновесных давлений удовлетворительно укладываются на прямую линию, следовательно, микропористая структура этих образцов может быть описана основным уравнением теории объемного заполнения микропор. Предельный объем адсорбционного пространства ( W0), характеризующий объем микропор, рассчитанный из наклона прямых рис. 72, б, приведен в табл. 35, в которой слева направо расположены образцы в порядке возрастания в них содержания цеолита. Как и следовало ожидать, по мере увеличения процентного содержания цеолита объем микропор в образце также возрастает. [58]
На рис. 1 приведены полученные нами кинетические изотермы цикло-гексана на активном угле суперсорбон. Если считать, что равновесные изотермы адсорбции в этом случае могут быть описаны уравнением Дубинина - Радушкевича, то из данных, приведенных на рис. 1, могут быть вычислены константы этого уравнения W0 и В, которые, конечно, не зависят от температуры. [59]
Вводя соответствующие обозначения, можно преобразовать уравнение ( 2) к интегралу Стильтьеса, аналитические решения которого известны в математике для различных функций распределения. Таким путем были вычислены функции распределения энергии для известных эмпирических изотерм адсорбции, таких как изотерма Фрейндлиха, Дубинина - Радушкевича, Тота. К сожалению, сами эти уравнения описывают экспериментальные изотермы адсорбции только в ограниченном интервале давлений, и поэтому функции распределения энергии, соответствующие этим уравнениям, дают лишь приближенную информацию о гетерогенности адсорбентов. Более детальную информацию дают функции распределения энергии, полученные из изотерм адсорбции, измеренных в широком интервале давлений. Предложено много методов вычисления функции F ( U) по экспериментальным изотермам. [60]