Граница раздела фаз

Критерий фазового равновесия может быть установлен при рассмотрении системы из двух или более фаз, находящихся в контакте, так что вещество, как и теплота, может переноситься через границы раздела фаз. Хотя многофазную систему следует рассматривать замкнутой относительно обмена веществом с окружающей средой, теплообмен между ними возможен. [c.234]

Поскольку в диффузионной области процесса окисления на границах раздела фаз практически устанавливается состояние, весьма близкое к равновесному, для определения состава фаз на границах раздела можно без большой погрешности непосредственно пользоваться диаграммами состояния. В соответствии с этим на границе раздела сплав—окалина практически должно установиться в диффузионной области процесса состояние, весьма близкое к равновесному. Таким образом, значение величины х (см. рис. 65 и 66) в диффузионной области процесса будет определяться значением величины а, если считать, что окалина, по составу отвечающая отношению Me Mt = х/г, практически находится в равновесии со сплавом, в котором отношение Me Mt = х . Вероятно, следует также ожидать, что чем больше разница в изменении изобарно-изотермического потенциала при окислении металла Me и металла Mi, тем больше должна быть и разница (а — Xk). [c.99]

При соприкосновении двух электропроводящих фаз между ними возникает разность электрических потенциалов, что связано с образованием двойного электрического слоя, т. е. несимметричного распределения заряженных частиц у границы раздела фаз. [c.149]

Ориентированная адсорбция незаряженных полярных или поляризуемых частиц на границе раздела фаз с образованием двойного электрического слоя в пределах одной фазы адсорбция молекул воды (рис. 106, э) на металле ориентация дипольных молекул у поверхности раздела жидкость —газ (рис. 106, и) — адсорбционный потенциал. [c.150]

Если перейти от равновесных процессов плавления и затвердевания к почти равновесным условиям, как это наблюдается на практике, то окажется, что идеальные кривые на рис. 4.23, б и в слегка изменят свою форму. Очень малая скорость диффузии В в твердом А—В приводит к градиенту состава в направлении границы раздела фаз. Растворы, для которых Ао<1, концентрируются в последней порции замерзающей жидкости, в то время как растворы с йо>1 более концентрированы в части. [c.172]

При температуре, близкой к Т , размер критического зародыша должен быть очень велик и вероятность его образования мала С увеличением степени переохлаждения Д/ возрастает (см. рис. 16), а поверхностное натяжение на границе раздела фаз изменяется не значительно. [c.33]

Представление энергии смеси в виде (1.1.17), на основе которого и записываются уравнения энергии в этой главе, справедливо, если каждую фазу считать локально однородной, т. е. в каждом элементарном объеме смеси вещество каждой фазы, в том числе и включений (капель, частиц, пузырьков и т. д.), принимается однородным вплоть до самой поверхности раздела фаз, и поэтому энергия каждой составляющей считается пропорциональной ее массе. Это равносильно тому, что особенности поверхностного слоя вещества толщиной порядка радиуса молекулярного взаимодействия (- 10 Л1),являющегося границей раздела фаз, далее не учитывается. Для этого необходимо, чтобы размеры включений были во много раз больше толщины этого слоя. Кроме того, в (1.1.17) и везде в гл. 1 будет учитываться только та часть кинетической энергии смеси, которая связана с макроскопическим движением фаз со скоростями U . В действительности имеются еще мелкомасштабные (с характерным линейным размером, равным по порядку размеру неоднородностей смеси) течения (например, радиальные пульсационные движения вокруг пузырьков, обратные токи несущей жидкости около включений из-за их относительного движения в этой жидкости, хаотические движения включений). В большинстве существующих теорий взаимопроникающего движения кинетическая энергия такого движения не учитывается. Таким образом в качестве первого этапа в гл. 1 рассматривается случай, когда энергия смеси при однородном представлении энергий фаз является аддитивной по массе фаз. Учет поверхностных явлений в рамках представлений Гиббса и кинетической энергии мелкомасштабного движения фаз имеется в главах 2—4. [c.30]

Граничные условия четвертого рода представляют собой равенство потоков вещества п концентраций на границе раздела фаз [c.14]

Перейдем к решению поставленной задачи (2. 6. 1)—(2. 6. 9) в соответствии с методом, предложенным в [19]. Главная сложность рассматриваемой задачи заключается в том, что потенциал скорости 9 (г, 0, t) функционально зависит от функции формы F (В, i) из-за наличия подвижной границы раздела фаз r=F (0, t). Устраним эту функциональную зависимость, введя новую переменную r вместо переменной г [c.53]

Электрохимическая коррозия может появиться во всех случаях, когда есть граница раздела фаз металл-электролит независимо от природы и количества электролита. Анодный процесс при коррозии всегда заключается в ионизации метал- [c.146]

Локальность. Этот принцип связан с тем, что самоорганизация имеет ограниченные (локальные) пространственные и временные Масштабы. Так, в технологиях твердотельных материалов она происходит в промежуточных слоях на границе раздела фаз [3]. Воздействия в пространстве и времени должны быть локализованы, т. е. нацелены на промежуточный слой, хотя опосредованно могут быть направлены но фазу, из которой идет рост. [c.8]

Система имеет определенные границы, отделяющие ее от окружающей среды. Эти границы могут быть как реальными (газ в резервуаре, граница раздела фаз), так и чисто условными в виде контрольной поверхности. [c.10]

Фазовые переходы при неодинаковых давлениях фаз. В 4.1 были рассмотрены условия равновесия двух соприкасающихся фаз, относительно которых предполагалось, что граница раздела фаз свободна от действия каких-либо внешних сил. В этом случае на границе раздела действуют лишь силы давления самих фаз, вследствие чего условия равновесия сводятся к равенству давлений, температур и химических потенциалов обеих фаз. [c.145]

Капиллярные силы, или силы поверхностного натяжения, возникают, как известно, в тонком поверхностном слое на границе раздела фаз (этот слой называется также капиллярным слоем) благодаря взаимному притяжению молекул. Силы поверхностного натяжения стремятся сократить капиллярный слой, т. е. уменьшить поверхность раздела фаз. [c.146]

Сильные разрывы возникают, например, в спутных потоках, из которых один является жидкой пленкой, а другой — смесью газов в этом случае необходимо формулировать дополнительные условия на поверхности их раздела. Аналогичная ситуация возникает при исследовании обтекания газовым потоком твердых тел при решении сопряженной задачи прогрева потока и твердого тела. Прогрев тел может сопровождаться фазовыми превращениями с поглощением или выделением тепла. С поглощением тепла проходят плавление, сублимация, испарение с выделением тепла — конденсация, горение. При этом граница раздела фаз может быть подвижной. [c.25]

При феноменологическом подходе граница раздела фаз рассматривается как геометрическая поверхность, разделяющая области с резко отличными свойствами (фазы). Такого рода поверхности называют поверхностями сильных разрывов [34]. В общем случае межфазная граница проницаема для вещества (фазовые переходы), импульса (относительное движение фаз) и энергии (теплообмен и фазовые переходы). При описании условий межфазного взаимодействия важное значение имеет понятие скорости движения поверхности раздела фаз в пространстве. [c.41]

Рис. 1.10. К определению скорости движения границы раздела фаз

Рис. 1.11. Волновое движение границы раздела фаз

Введенная в рассмотрение собственная система отсчета позволяет определить так называемые универсальные условия совместности на границе раздела фаз (на поверхности разрыва). [c.47]

УНИВЕРСАЛЬНЫЕ УСЛОВИЯ СОВМЕСТНОСТИ НА ГРАНИЦЕ РАЗДЕЛА ФАЗ [c.47]

Это соотношение представляет собой общую форму записи универсальных условий совместности на границе раздела фаз разность нормальных проекций потоков свойства А по обе стороны границы равна поверхностной плотности возникновения свойства А на границе. Подчеркнем, что соотношение записано в собственной системе отсчета. [c.48]

Для сокращенной записи разности одноименных величин по обе стороны границы раздела фаз (поверхности разрыва) будем использовать далее символ прямые скобки [c.48]

Это соотношение определяет материальный баланс на границе раздела фаз. [c.49]

Поток энергии. Если в системе отсутствует лучистый или иной внешний подвод энергии к границе раздела фаз, то следует считать, что поверхностная плотность возникновения энергии равна нулю [c.50]

Рис. 1.20. Примерный вид функции распределения в окрестности границы раздела фаз

Реальные границы раздела фаз представляют собой тонкие слои сложной структуры. В таких пограничных слоях молекулы вещества взаимодействуют одновременно с молекулами обеих фаз. Поэтому строение и свойства переходного слоя существенно отличаются от строения и свойств вещества во внутренних объемах фаз. Эффективная толщина переходного слоя очень невелика и имеет порядок [c.78]

Весьма малая толщина переходного слоя является аргументом в пользу идеализации, при которой граница раздела фаз трактуется [c.78]

Значение коэффициента поверхностного натяжения 2 сильно зависит от присутствия малых количеств так называемых поверх-ностно-активных веществ (ПАВ) на границе раздела фаз. При обтекании капель и пузырьков концентрация ПАВ вдоль их границы может быть переменной из-за их конвективной диффузии. В результате вдоль границы образуется градиент поверхностного ватяжения, что приводит к появлению касательных напряжений (см. (2.1.22)) и приближает свойства поверхности капель и пузырьков к твердой поверхности. Поэтому в не очень очищенных [c.255]

Экспериментально было установлено [7], что в об.ластп значений 3 <7 Ке <7 110 за пузырем образуется тороидальный вихрь, а при Ке 7>110 течение в кормовой области становится нестационарным. Получение аналитического решения задач обтекания пузырьков жидкостью возможно пока для сферических газовых пузырей в двух преде.льных случаях при малых и больших значениях критерия Ке. Однако при Ке > 600 форма газового пузыря си.льно отличается от сферической. Если силы поверхностного натяжения на границе раздела фаз велики, то пузыри могут сохранять сферическую форму и при умеренно больших значениях Ке (см. рис. 3). [c.18]

Кроме того, из условия непроницаемости границы раздела фаз для неабсорбируемого компонента следует соотношение [c.334]

Отметим, что, как следует из результатов решения задачи о теп.ломассообмене, рассмотренной в разд. 8.3, концентрация целевого компонента и температура на поверхности пленки слабо зависят от продольной координаты х. Тогда вместо условий (9. 1. 11), (9. 1. 14) и (9. 1. 15) на границе раздела фаз задаются величины s, и p)s, которые временно считаются постоян-пы.ми. В этом случае задачи о тепломассопереносе в газе и в пленке жидкости можно решать независимо. Решения этих задач будут паралштрнчески зависеть от величин s, Тя и (с ,,) . Последующая подстановка полученных решений в граничные условия (9. 1. 11), (9. 1. 14) и (9. 1. 15) даст возможность определить зависимость величин с , Т и (с ) от продольной координаты. Для процесса тепломассопереноса в пленке жидкости распределения температуры II концентрации целевого компонента имеют вид (см. разд. 8.3) [c.335]

Используя решения задачи о тепломассопереносе в пленке ясидкости (9. 1. 16)—(9. 1. 18), преобразуем условия на границе раздела фаз г/=0 (9. 1. 11), (9. 1. 13), (9. 1. 14). После несложных преобразований находим [c.336]

Большое влияние на поверхностный массообмен оказывает присутствие примесей на границе раздела фаз. Сообщалось [305] что, когда пузырьки зтилена, поднимающиеся в воде, предварительно приводились в контакт с вазелином, по-видимому, препятствующим возникновению циркуляции, интенсивность массообмена снижалась в пять раз. [c.111]

Обычно подобные коррозиош ые процессы наблюдаются вблизи границы раздела двух несмешивающихся (раз в виде углевояород-вод-ный электролит. В таких сисемах под воздействием имеющейся на поверхности металла оборудования гидрофильной окисной плёнки происходит избирательное сючивание металла тонкой плёнкой электролита с вогнутым мениском (рис. I. ). Эта плёнка, как правило, имеет очень малую толщину (порядка 10 - 10 м). В связи с тем, что в углеводородной (разе значительно лучше растворяются кислород и. другие газы, чем в водном электролите, происходит резкое увеличение скорости коррозии под тонкой плёнкой электролита и коррозионный процесс локализуется вблизи границы раздела фаз. При атом скорость коррозии значительно превышает скорость коррозии при полном погружении металла в электролит, [c.7]

Со временем в связи с нарушением данного соотношения возникла необходимость в применении другой ингибирующей композиции. В новую композицию была введена добавка для уменьшения поверхностного натяжения на границе раздела фаз вода-углеводороды и облегчения перехода активной составляющей ингибитора в воду. В результате был получен водо-и углеводорододиспергируемый ингибитор 2 состава, % растворитель — 71 активная часть (жирный амин) — 25 смачивающий агент В (ПАВ) — 2 снижающий поверхностное натяжение агент С — 2. [c.311]

Если мы можем каким-либо образом выдел1ггь из окружающего пространства часть материи, эта часть всегда имеет поверхность, благодаря которой вообще возможно произвести такое выделение. Так мы осознаем, что в окружающем мире существует множество различных тел и объектов. Но поверхность двумерна, а материя по ту и другую сторону поверхности трехмерна. Сложно себе вообразить какую-то резкую границу, на которой скачком происходит изменение мерности пространства. Скорее всего, вблизи поверхности раздела свойства трехмерного объема тела плавно изменяются и переходят в свойства двумерной поверхности. Каковы эти свойства и как происходит их изменение описано во второй части Главы 4 (разделы 4.3 - 4.4). Здесь приводится концепция поверхностного переходного слоя на границах раздела фаз, в пределах которого происходит постепенное изменение мерности от 3—>2. Показывается, что зарождение и рост трещин можно достаточно легко описать механизмом формирования дробно-размерного слоя. С этой позиции дается описание ме.ханиз-мов разрушения полнкристаллических сплавов. [c.4]

Однако недавно в теории перенормировок неожиданно появились фрактальные границы раздела фаз. При этом обнаружилась интуитивно привлекательная (хоть пока еще и не связанная с экспериментом) связь с идеей Каданова о самоподобии [33]. [c.87]

Вскоре после того, как промежуточное состояние было изучено экспериментально, Ландау [103] разработал теорию этого состояния, которая предсказывает размеры сверхпроводящих и нормальных областей. Теория основана на представлении о существовании дополнительной свободной энергии границы раздела фаз, которую можно назвать положительной поверхностной энергией. Ф. Лондон [116] (см. такн№ гл. IX, п. 27) показал, что присутствие положительной поверхностной энергии необходимо для обеспечения эффекта Мййспера в макроскопических образцах. Можно показать, что при отсутствии поверхностной энергии (или при отрицательной поверхностной энергии) магнитная свободная энергия сверхпроводящего образца в любом сколь угодно малом поле будет иметь наименьшую величину, если образец разделятся на бесконечно тонкую смесь сверхпроводящих и нормальных слоев. Естественно, что при этих условиях эффект Мейс-иера будет отсутствовать. Поскольку идеальный диамагнетизм является одним из основных свойств сверхпроводника, мы должны предположить существование положительной поверхностной энергии у границы фаз. Такое предположение исключает возможность расслоения образца на тончайшие сверхпроводящие и нормальные области, поскольку подобный процесс привел бы к значительному возрастанию поверхностной свободной энергии. В результате состояние образца, обнаруживающего эффект Мойс-иера, оказывается энергетически значительно более выгодным, чем состояние, при котором образец подразделяется на слон. [c.650]

Температурный панор — разность температур среды II стенки (или границы раздела фаз) или двух сред, между которыми происходит теплообмен. [c.87]

Прерывные системы состоят из конечного числа однородных областей, соединенных друг с другом с помощью устройства, которое предназначено для регулирования интенсивности взаимодействия между подсистемами. В общем случае такое устройство называется вентилем. В качестве вентиля могут быть использованы малые отверстия, капилляры, системы капилляров, пористые перегородки, сплошные мембраны, селективно проницаемые для компонентов, границы раздела фаз, например жидкости и пара, либо двух несмешивающихся жидкостей. Гомогенные части прерывной системы находятся во внутреннем тепловом и механическом равновесии при постоянном локальном составе, а при переходе через вентиль параметры состояния изменяются скачко.м. В прерывных системах протекают неравновесные процессы обмена теплотой, веществом, энергией (например, электрической). Естественно, вид законов сохранения, записанных для непрерывных и прерывных систем, различен. [c.195]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...