Ион - жидкость
Cтраница 2
К числу физических методов оценки защитных свойств бетона относятся методы определения проницаемости. При этом, очевидно, что в зависимости от вида агрессивной среды и особенностей ее взаимодействия с конструкцией следует определять водо - или газопроницаемость либо диффузионную проницаемость для ионов жидкости или молекул газа. [16]
Теория, примененная в 6 в диффувии ионов в жидкостях, может быть с небольшими изменениями применена и к диф-фузии ионов в газах. Действительно, ионы газов, точно так же как и ионы жидкости, обладают определенной подвижностью и зарядом и подчиняются обычному закону диффувии. [17]
Другой путь образования двойного слоя заключается в том, что поверхностные молекулы частиц твердой фазы диссоциируют в жидкости на ионы. Наконец, возможна специфическая адсорбция из жидкой фазы на электрически нейтральных поверхностях некоторых минералов. Она обусловлена дисперсионными силами Ван-дер - Ваальса или Лондона, которые зависят от электрической поляризации атомами твердой поверхности пор ионами жидкости и поляризации самих ионов. При этом адсорбируются в первую очередь многозарядные ионы. Этот механизм возможен, например, в известняках. Независимо от пути образования двойной электрический слой имеет одну и ту же структуру. Первое представление о его строении было дано Квинке и Гельмгольцем. [18]
Многие исследователи считают, что при любой модели образования пузырьков, в конечном счете эти пузырьки или каверны уничтожаются, причем в крайне малые промежутки времени ( сотые и тысячные доли секунды), следствием чего являются многочисленные местные удары жидкости, вызывающие кавитаци-онно-эрозионное разрушение поверхности. Явление это усугубляется химическим, а также электрохимическим воздействием жидкости на металл. В этой связи следует напомнить, что известным советским ученым Я. И. Френкелем еще в 1940 г. было высказано предположение, что при образовании кавита-ционных полостей на их границах оказываются ионы жидкости различных знаков, в результате чего в пузырьках появляются электрическое поле, напряженность которого при малых размерах пузырьков может достигать нескольких сот вольт на сантиметр. Такие местные электрические поля способствуют образованию разрядов внутри пузырьков, что, в свою очередь, вызывает ионизацию продиффундировавших в пузырек газов IT-HI мг - тек л растворенных примесей. [19]
Барьером называется прямая или фасонная перегородка из твердого диэлектрика, помещаемая в масляном промежутке между электродами. При наличии барьеров электрическая прочность изоляционных промежутков значительно возрастает. Это обусловливается двумя факторами. Барьер непроницаем для ионов жидкости. Поэтому ионы, двигаясь от одного электрода к другому и встречая на своем пути барьер, растекаются по его поверхности и заряжают ее. Благодаря этому электрическое поле в промежутке делается более равномерным, что приводит к увеличению разрядного напряжения. Кроме того, барьер затрудняет образование сплошных проводящих мостиков из волокнистых веществ, находящихся в масле. Действие барьеров более эффективно в неравномерных полях. В сравнительно равномерных полях, где эффект от выравнивания поля незначителен, эффективность барьеров мала. [20]
Второй путь образования двойного слоя заключается в том, что поверхностные молекулы частиц твердой фазы диссоциируют в жидкости на ионы. Например, метакремниевая кислота H2Si03 отдает в раствор ион водорода, в результате на поверхности остаются потенциалообразующие ионы с отрицательным зарядом. Из ионов водорода на твердой поверхности возникает адсорбционный слой, который имеет положительный заряд. Ван-дер - Ваальса или Лондона, которые зависят от электрической поляризации атомов твердой поверхности пор ионами жидкости и поляризации самих ионов. Этот механизм возможен, например, в известняках. Вообще же примеры таких схем мало изучены. Независимо от пути образования двойной электрический слой имеет одну и ту же структуру. [21]
В 1933 г. в работах С. П. Шубина [67, 68] был вновь предпринят анализ свойств жидких металлов. Шубин показал, что, несмотря на отсутствие в этих случаях дальнего порядка у потенциального поля, электроны обладают всеми характерными свойствами квазисвободных электронов. Шубин показал далее, что если можно трактовать тепловое движение ионов в жидкости как малые колебания около положения равновесия, то сопротивление жидких металлов будет пропорционально абсолютной температуре. Он объяснил наличие у жидкостей остаточного сопротивления, выдвинув новую идею о том, что взаимодействие электронов, связанных с некоторым числом изоэнергетических состояний ионов жидкости, приводит к процессу непосредственного рассеяния электронов на ионах. Результаты его работы представляют исключительный интерес. Отметим, что в его статье был также затронут вопрос о применении развитой автором теории к твердым металлическим растворам, в случае которых, несмотря на нарушение идеальной периодической структуры потенциала, ряд свойств хорошо объясняется в общих терминах на основе представлений об энергетических зонах. [22]
В 1933 г. в работах С. П. Шубина [67, 68] был вновь предпринят анализ свойств жидких металлов. Шубин показал, что, несмотря на отсутствие в этих случаях дальнего порядка у потенциального поли, электроны обладают всеми характерными свойствами квазисвободных электронов. Шубин показал далее, что если можно трактовать тепловое движение ионов в жидкости как малые колебания около положения равновесия, то сопротивление жидких металлов будет пропорционально абсолютной температуре. Он объяснил наличие у жидкостей остаточного сопротивления, выдвинув новую идею о том, что взаимодействие электронов, связанных с некоторым числом изознергетических состояний ионов жидкости, приводит к процессу непосредственного рассеяния электронов на ионах. Результаты его работы представляют исключительный интерес. Отметим, что в его статье был также затронут вопрос о применении развитой автором теорий к твердым металлическим растворам, в случае которых, несмотря на нарушение идеальной периодической структуры потенциала -, ряд свойств хорошо объясняется в общих терминах на основе представлений об энергетических зонах. [23]
Применимость формулы Стокса к подсчету скоростей движения ионов нельзя считать очевидной, так как она относится к однородной вязкой среде. Для маленького иона растворитель является не однородной вязкой средой, а беспорядочным скоплением прочно сцепившихся крупных молекул. Подсчет скорости движения одного иона в каждый данный момент времени будет давать результаты, мало похожие на реальное движение иона. Но в наблюдаемых на опыте явлениях электропроводности речь идет о среднем эффекте для большого числа ионов и о среднем перемещении за время, очень большое по сравнению с периодом тепловых столкновений молекул и ионов жидкости. Это осреднение наблюдаемых величин по большому числу ионов и большому промежутку времени приводит к той простоте и определенности, которые наблюдаются и при других явлениях. Так, например, беспорядочные и случайные удары молекул о стенку сосуда, будучи осредненными для многих молекул и для больших промежутков времени, приводят к устойчивому и закономерному давлению газа. Опыт показывает, что подсчет скоростей движения ионов по формуле Стокса дает удовлетворительные результаты. Для таких подсчетов приходится приписывать ионам некоторые радиусы, которые, однако, имеют физически разумные масштабы. [24]
Эти расходомеры применяются для измерения расхода электропроводящих жидкостей. Принцип их действия основан на законе электромагнитной индукции, в соответствии с которым в электропроводящей жидкости, движущейся по трубопроводу и пересекающей внешнее магнитное поле, индуцируется ЭДС, пропорциональная средней скорости потока жидкости. Участок трубопровода, изготовленный из немагнитного материала, например, нержавеющей стали, и покрытый изнутри изоляционным материалом ( резина, эмаль, фторопласт и др.), располагается между полюсами магнита. Направление потока жидкости и силовых линий магнитного поля взаимно перпендикулярны. Ионы жидкости перемещаются под действием магнитного поля и отдают свои заряды измерительным электродам, вмонтированным в диаметрально противоположные стенки трубопровода. На электродах создается ЭДС, пропорциональная скорости течения жидкости и, следовательно, ее расходу. Наводимая ЭДС измеряется вторичным прибором. Электромагнитные расходомеры позволяют измерять расход агрессивных, загрязненных и вязких жидкостей, а также пульп. [25]
 |
Меж молекулярные силы в объеме жидкости и на ее поверхности. [26] |
Диффузия жидкостей представляет собой явление, аналогичное диффузии газов, которая была рассмотрена в гл. Учитывая наличие пустот внутри жидкостей, можно представить себе, что молекулы способны проскальзывать друг относительно друга и занимать все новые положения в объеме жидкости. Самодиффузия одинаковых молекул среди друг друга при комнатной температуре происходит со скоростью порядка 10 - 6 см / с, т.е. приблизительно в миллион раз медленнее, чем диффузия газовых молекул. По сравнению с газами диффузия в жидкостях представляется очень небольшой, однако следует учесть, что в жидкости происходит огромное число межмолекулярных столкновений и поэтому молекулы или ионы жидкости движутся по чрезвычайно извилистым траекториям. [27]
Страницы: 1 2