химический каталог




Курс физической химии. Том I

Автор Я.И.Герасимов

~") от соответствующих величин внутри соседних фаз I (в объеме, равном sx') и II (в объеме, равном sx"). Поэтому удобно говорить не о всей внутренней энергии или энтропии поверхностного слоя и не о всем количестве каждого компонента i в этом слое, но лишь об избытках энергии, энтропии и чисел молей компонентов i в объеме поверхностного слоя is над соответствующими величинами энергии, энтропии и чисел молей компонентов I в соответствующих объемах внутри фаз I и II, т. е. в объеме, равном x's в фазе I, и в объеме, равном x"s в фазе II. Именно эти избытки энергии, энтропии и чисел молей компонентов характеризуют отличие поверхностного слоя от объемных фаз. Эти избытки могут быть как положительными, так и отрицательными. Например, компонент 1 может находиться преимущественно у поверхности раздела s (положительный избыток), а компонент 2 может находиться в объеме поверхностного слоя в меньшем количестве, чем в равном объеме фаз I или II (отрицательный избыток).

Обозначив эти избытки внутренней энергии, энтропии и чисел

молей компонентов i через U(s), 5(s) и л(?, можно выразить их через разности всей энергии, энтропии и чисел молей компонентов i поверхностного слоя xs и соответствующих величин в объемах x's и x"s внутри объемных фаз I и II:

?/<«>= и- -V — U" (XVII, 11)

s- -S' — S" (XVII, 12)

ni tt

~n. (XVII, 13)

Будем называть величину полной поверхностной энергией слоя, величину —поверхностной энтропией слоя и величины

л?*...—величинами избытков компонентов i... в слое.

В предыдущей главе под величиной адсорбции газа мы понимали полное количество данного компонента в- поверхностном слое. При адсорбции газов и паров под обычными давлениями концентрация в газовой объемной фазе обычно много меньше концентрации в поверхностном слое. Поэтому величина избытка данного компонента в поверхностном слое практически совпадает с полным количеством данного компонента в этом слое. Эти величины существенно различаются только при адсорбции из концентрированных объемных фаз (из сильно сжатых газов и из концентрированных растворов, см. стр. 533).

Аналогично уравнению (XVII, 4), выражающему изменение всей внутренней энергии слоя dU, можно написать выражение для изменения избытка внутренней энергии слоя:

<Я/м= TdS&-Ь 2 {^dnf (XVII, 14)

2) Поверхность раздела изменяется. Допустим теперь, что поверхность раздела s изменяется по величине и положению. Это вызывает дополнительное изменение полной поверхностной энергии, так что

dUW = TdS& + (^г)5 Л + Е M*dnJ«> (XVII, 15)

где величина

I ds

fS(s),n<.3>, ?..

(XVII, 16)

представляет фактор интенсивности, аналогичный давлению в объемной фазе (Ц~ =—Ее называют поверхностным натяжением слоя. Если размерность Р эрг/см* или дин/см2, то соответственно размерность поверхностного натяжения а эрг/см2 или дин/см.

Смещение поверхности s вызывает изменение объема соседних фаз I и II на dv' и dv", причем по условию (XVII, 6) постоянства объема всей системы

dsT^—dv' (XVII. 6а)

В соответствии с уравнениями (XVII, 2) и (XVII, 3) эти изменения объема вызовут дополнительные к записанным в формуле (XVII, 5) изменения внутренних энергий фаз I и II на величины —P'dv' и —Pvdv". Общее изменение энергии, связанное со смещением поверхности s, при равновесии равно нулю, поэтому условие механического равновесия системы, состоящей из двух фаз (I и II) и поверхностного слоя^между ними, будет следующее:

_ p'dv' — P"dxf' + ads = О (XVII, 17)

Это условие механического равновесия отличается от условия равенства давлений в объемных фазах (стр. 138 и 351). Действительно, из (XVII, 17) и условия постоянства объема (XVII, 6а) следует, что

(Р' —P")dv' = ads (XVII, 18)

Выражение (XVII, 18) показывает, что в случае возможности изменения поверхности раздела s гидростатические давления в объемных фазах не равны друг другу.

Изменения объема dv и поверхности ds не являются независимыми. Чтобы найти связь между ними, рассмотрим элемент поверхности раздела (рис. XVII, 2)

s = РЛ • РА (XVII, 19)

где Pi и р2—главные радиусы кривизны, а 6Г и 62—соответствующие углы. Центры кривизны этого элемента поверхности 01 и 02 лежат в объеме фа -зы I. Увеличение объема v' на dv' можно выразить через смещение на dN элемента поверхности раздела фаз s по нормали N:

dv' аш — dv" = sdN (XVII, 20)

Соответствующее изменение поверхности ds можно найти по разности велиРис. XVII, 2. Схема смеще- цины рассматриваемого элемента поння элемента поверхности s верхности в смещенном положении,

по нормали N. равной s+ds, и в начальном положении, равной s (см. рис. XVII, 2):

ds = (Pl + dN) 6Х (р2 + dN) 62 - рАрА = [(Pi + Р2) dN + {dNf] 6162

Пренебрегая величиной (dN)2 как бесконечно малой второго порядка и вводя из выражения (XVII, 19) значение ^—,

получим:

ds = s (1 /Pl + 1 /р2) dN = s (^ + k2) dN (XVII, 21)

* 1 * 1

где R1=— и k2= главные кривизны поверхности s.

Pl рг

Вводя уравнения (XVII, 20) и (XVII, 21) в уравнение (XVII, 18), пол

страница 171
< К СПИСКУ КНИГ > 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153 154 155 156 157 158 159 160 161 162 163 164 165 166 167 168 169 170 171 172 173 174 175 176 177 178 179 180 181 182 183 184 185 186 187 188 189 190 191 192 193 194 195 196 197 198 199 200 201 202 203 204 205 206 207 208 209 210 211 212 213 214 215 216 217 218 219 220 221 222 223 224 225 226 227 228 229

Скачать книгу "Курс физической химии. Том I" (6.03Mb)


[каталог]  [статьи]  [доска объявлений]  [прайс-листы]  [форум]  [обратная связь]

 

 

Реклама
вечерние компьютерные курсы для пожилых
купить видеорегистратор highscreen
мюзикл.анна каренина цены
радиальный вентилятор монтаж

Рекомендуемые книги

Введение в химию окружающей среды.

Книга известных английских ученых раскрывает основные принципы химии окружающей среды и их действие в локальных и глобальных масштабах. Важный аспект книги заключается в раскрытии механизма действия природных геохимических процессов в разных масштабах времени и влияния на них человеческой деятельности. Показываются химический состав, происхождение и эволюция земной коры, океанов и атмосферы. Детально рассматриваются процессы выветривания и их влияние на химический состав осадочных образований, почв и поверхностных вод на континентах. Для студентов и преподавателей факультетов биологии, географии и химии университетов и преподавателей средних школ, а также для широкого круга читателей.

Химия и технология редких и рассеянных элементов.

Книга представляет собой учебное пособие по специальным курсам для студентов химико-технологических вузов. В первой части изложены основы химии и технологии лития, рубидия, цезия, бериллия, галлия, индия, таллия. Во второй части книги изложены основы химии и технологии скандия, натрия, лантана, лантаноидов, германия, титана, циркония, гафния. В третьей части книги изложены основы химии и технологии ванадия, ниобия, тантала, селена, теллура, молибдена, вольфрама, рения. Наибольшее внимание уделено свойствам соединений элементов, имеющих значение в технологии. В технологии каждого элемента описаны важнейшие области применения, характеристика рудного сырья и его обогащение, получение соединений из концентратов и отходов производства, современные методы разделения и очистки элементов. Пособие составлено по материалам, опубликованным из советской и зарубежной печати по 1972 год включительно.

 

 



Рейтинг@Mail.ru Rambler's Top100

Copyright © 2001-2012
(03.12.2016)