Главная -> Словарь

Свободная поверхностная

В числе других факторов, ускоряющих окисление масел, следует отметить роль поверхности соприкосновения масла с воздухом ^или кислородом. Чем больше эта поверхность, тем интенсивнее идет окисление. Скорость окисления в большой степени зависит также от скорости диффузии кислорода в масло. Поэтому все, что способствует диффузии, ускоряет окисление. Очень резкое ускорение окисления может происходить при распылении масла в среде кислорода. Окисление, проводимое в условиях продувки воздуха или кислорода через слой масла, всегда оказывается более интенсивным, чем при пропускании воздуха или кислорода над поверхностью масла. Но и в этом последнем случае, чем больше свободная поверхность масла, чем выше концентрация кислорода в газовой фазе и чем больше давление, при котором ведут процесс, тем интенсивнее происходит диффузия кислорода в масло и тем быстрее протекает окисление .

йсдарение ио свободноЕ повеихности жидкости происходит при любой температуре. Чем больше свободная поверхность жидкости, тем быстрее жидкость испаряется. С повышением температуры скорость испарения возрастает. Когда температура жидкости достигает температуры кипения, переход жидкости в парообразное состояние происходит не только со свободной поверхности, но и в объёме.

Форма сосудов истечения как в U-образном вискозиметре, так и в коаксиальном весьма целесообразна: истечение жидкости из подобного сосуда будет происходить равномерней, чем из шарика, где в конце истечения свободная поверхность мениска жидкости уменьшается слишком быстро, что может привести к образованию турбулентности.

Для определения площади, приходящейся на молекулу в конденсированных мономолекулярных пленках, может применяться и другой, более простой метод. При нанесении на ограниченную бортами кюветы поверхность воды разбавленного раствора смолы в бензоле капли быстро растекаются по поверхности и бензол испаряется. Это происходит до тех пор, пока имеется свободная поверхность воды, не покрытая пленкой смолы. Как только вся поверхность воды будет покрыта конденсированной пленкой, растекание капли раствора прекращается и она в течение относительно длительного времени остается па месте. Так как бензольные растворы смол ярко люми-

Свободная поверхность зерна, омываемая газами, равна в этом случае

S — свободная поверхность катализатора.

где S — свободная поверхность;

образуемая ими свободная поверхность на единицу массы.

Этот принцип и положен в основу конструкций современных камер для одновременной сушки и охлаждения мыльной основы. Для интенсификации процесса сушку ведут под вакуумом, так как известно, что чем меньше давление в аппарате, тем легче испаряется влага. Наиболее интенсивно влага испаряется со свободной поверхности. Поэтому мыло при вводе в сушильную камеру тонко распыливается, так как чем меньше размер капель, тем больше образуемая ими свободная поверхность на единицу массы.

"I — коэффициент активности; Ка, А, В, С, D — адсорбционные коэффициенты; Кг, Кт, * —свободная поверхность катализатора; , , — хемосорбированные

чде ((( 1* — свободная поверхность катализатора.

Поверхностно-активные молекулы, попадая на твердую поверхность, занимают всю свободную поверхность за счет способности перемещаться . Перемещаясь, молекулы проникают в микротрещины на поверхности раздела зерен, в незаполненные узлы кристаллической решетки. При этом значительно понижается свободная поверхностная энергия твердого тела, что в свою очередь приводит к облегчению пластического течения в поверхностном слое. Это действие поверхностно-активных веществ известно как эффект адсорбционной пластификации.

Таким образом, с точки зрения молекулярной теории положительная свободная поверхностная энергия обусловлена силами притяжения между молекулами, находящимися внутри жидкости и на ее поверхности. Величина поверхностного натяжения определяется межмолекулярными силами, геометрией молекул жидкости и числом атомов в них. Кроме того, на нее влияют свободная энергия межмолекулярных сил, ориентация молекул в поверхностном слое, определяющая направление силовых полей, а при контакте двух жидкостей — еще и присутствие молекул одной жидкости во второй и химическое взаимодействие молекул обеих граничащих жидкостей .

Чем меньше поверхность жидкости, тем меньше общая свободная поверхностная энергия. Отсюда следует, что при сжатии жидкости должна возникать разность давления на пленку , компенсирующая это сжатие таким образом, чтобы работа против давления сжатия была равна уменьшению поверхностной свободной энергии, т. е. ДР = 2у/г .

Эмульсии относятся к микрогетерогенным системам, частицы которых видны в обычный оптический микроскоп, а коллоидные растворы принадлежат к ультрамикрогетерогенным системам, их частицы не видны в обычный микроскоп. Хотя по своей природе эти системы близки, но физико-химические их свойства различны и зависят в значительной степени от дисперсности. При образовании эмульсии образуется огромная поверхность дисперсной фазы. Так, количество глобул воды в одном литре 1%-ной высокодисперсной эмульсии исчисляется триллионами, а общая межфазная площадь поверхности - десятками квадратных метров. На такой огромной межфазной поверхности может адсорбироваться большое количество веществ, стабилизирующих эмульсию. В процессе образования эмульсии на диспергирование жидкости затрачивается определенная работа и на поверхности раздела фаз концентрируется свободная поверхностная энергия - избыток энергии, содержащейся в поверхностном слое . Энергия, затраченная на образование единицы межфазной поверхности, называется межфазным поверхностным натяжением. Удельная поверхностная энергия измеряется работой изотермического и обратимого процесса образования единицы поверхности поверхностного слоя и обозначается а.

При изучении причин разрушения катализатора на промышленных установках обычно наибольшее внимание уделяют узлу, в котором частицы испытывают максимальные динамические нагрузки,— системе пневмотранспорта. Однако даже при нормальной работе транспорта расход катализатора может колебаться в больших пределах. Так, при переработке тяжелого сырья он обычно в 1,5—3 раза больше, чем в случае крекинга атмосферного газойля. Очевидно причиной является снижение прочности частиц под влиянием факторов технологического процесса. Прочность шаровидных глобул катализатора определяется числом единичных контактов этих глобул, приходящимся на единицу площади сечения частицы катализатора, а также прочностью единичного контакта . Этим объясняется известный факт снижения прочности алюмосиликатного катализатора при его увлажнении . В результате адсорбции воды уменьшается свободная поверхностная энергия, в связи с чем на образование новой поверхности при разрушении катализатора требуется затратить меньшую работу. Особенно сильно уменьшается поверхностная энергия при образовании монослоя адсорбированного вещества. Поэтому первые пор-цнп воды наиболее сильно снижают прочность.

Эффективность отрицательного расклинивающего давления как фактора, способствующего сближению частиц, зависит от толщины поверхностного слоя 5, в котором совершается переход от объемных свойств к поверхностным. Если 5! мало и QI велико, то потенциальная энергия отрицательного расклинивающего давления будет представлена потенциальной ямой с практически вертикальными стенками. В этом случае свободная поверхностная энергия способствует коагуляции только как термодинамический фактор, необратимо смещающий равновесие в сторону коагуляции. Таким образом, учитывалось притяжение частиц, например, в теории быстрой коагуляции Смолуховского.

В процессе диспергирования возрастает свободная поверхностная энергия и энтропия, связанная с тепловым движением коллоидных частиц. При диспергировании твердых тел до порошкообразного состояния роль энтропийного фактора ничтожна. В случае превышения энтропии над свободной энергией, связанной с развитием поверхности, формирование коллоидной системы оказывается термодинамически выгодным процессом и может протекать самостоятельно, особенно в дисперсных системах с газообразной и жидкой дисперсионной средой.

Поверхностное натяжение и поверхностная энергия. Молекула, находящаяся внутри жидкости, полностью окружена другими молекулами и в случае чистой жидкости притягивается к ним с одинаковой силой во всех направлениях. Поверхность жидкости находится в контакте с воздухом, насыщенным парами этой жидкости, и притяжение между молекулой на поверхности и молекулой в парах близко к нулю. Число соседних молекул, притягивающих молекулу, находящуюся на поверхности, меньше, чем число этих молекул, притягивающих ее изнутри; поэтому молекула втягивается внутрь жидкости. В результате втягивания молекул с поверхности внутрь поверхность жидкости стремится сократиться до возможно меньшей величины. Так как приближение к условиям равновесия обычно сопровождается снижением свободной энергии, можно считать, что на поверхности имеется свободная поверхностная энергия.

-и 180 ; следовательно, полное смачивание достигается при 0 = 0 и оно полностью отсутствует при 0 = 180°. Так, когда жидкость соприкасается с твердой поверхностью, свободная поверхностная энергия .снижается с ys до ySL. Это снижение свободной поверхностной энергии может быть написано следующим образом:

I.I. Поверхностное натяжение и свободная поверхностная

ГДР е* - поверхностное натяжение; F - свободная поверхностная энергия; S -поверхность раздела фаз. Поверхностное нвтаквние измеряется в Дж/м2 или мН/м .