Энтропия поверхности

Первая стадия взаимодействия между поверхностью металла и газом заключается в адсорбции газа на поверхности металла. В результате этого возникает поддерживающийся под действием сил физической и химической природы тонкий сорбированный слой газа. Адсорбция молекул газа металлическими поверхностями протекает быстро. Выполненные на основе молекулярно-кинетической теории газа расчеты показали, что при низком давлении и комнатной температуре мономолекулярный слой адсорбированного газа образуется приблизительно через 2 с [62]. При адсорбции молекул газа свободная энергия и энтропия поверхности уменьшаются. Одновременное уменьшение этих величин приводит к снижению энтальпии, вследствие чего адсорбция обычно является экзотермическим процессом. [c.46]

В соответствии с вышеизложенным очевидно, что энергия отдельных мономолекулярных слоев в поверхностном слое жидкости-тем выше, чем ближе этот мономолекулярный слой поверхности жидкости (рис. 6-3). Тем самым внутри поверхностного слоя внутренняя энергия жидкости меняется по высоте от значения внутренней энергии жидкости в объеме до значения на поверхности жидкости во внешнем мономолекулярном слое. Однако поскольку поверхностный слой очень тонок (поверхностный слой имеет толщину порядка нескольких мономолекулярных слоев), то практически можно считать энергию поверхностного слоя постоянной по всей толщине слоя. Более того,, поскольку объем поверхностного слоя обычно ничтожно мал по сравнению со всем объемом жидкости, то можно условно считать, что поверхностный слой имеет нулевую толщину, и что те особые свойства, о которых идет речь (избыточная энергия и т. п.), проявляются только на поверхности жиДкости, толщина которой равна нулю. В этой связи мы будем говорить об энергии поверхности, о теплоемкости поверхности, об энтропии поверхности и т. д. [c.138]

Соотношение (6-5) для полной энтропии поверхности приобретает в этом случае вид [c.141]

Изменение энтропии поверхности в этом процессе может вызываться только изменением площади поверхности в, следовательно, [c.145]

В п. 2.7.5 настоящей книги определены внутренняя энергия и энтропия поверхности раздела фаз. Из (2.140) следует, что (d а dT)< О, те. удельная свободная поверхностная энергия уменьшается с ростом температуры. В парожидкостных системах при критической температуре различие фаз исчезает, так что а = О при Т= Г . [c.77]

Термодинамические процессы на поверхности. Изменение энтропии поверхности в изотермическом процессе определяется по (2.140), количество теплоты — по (2.92), а работа системы — по (2.114). [c.162]

Здесь Sa = S — ( + S") — энтропия поверхности. Из соотношения (2) видно, что является функцией Т ш а. Если при постоянной температуре линейные размеры системы возрастают в а /2 раз, то площадь поверхности увеличится в а раз, так что Fa (Т, аа) = aFa Т, а). Дифференцируя полученное соотношение по а и полагая а — i, находим [c.224]

В ЗТВ в процессе нагрева и охлаждения при сварке, а также в шве при охлаждении получают развитие целый ряд фазовых структурных превращений. Под фазовыми превращениями (переходами I рода) понимают превращения с образованием новых фаз, отличающихся от исходных атомно-кристаллическим строением, часто составом, свойствами, и разграниченных с ними поверхностями раздела (межфазными границами). При образовании новой фазы в ее объеме меняется свободная энергия, скачкообразно изменяются энтропия, теплосодержание и в момент превращения теплоемкость стремится к бесконечности. В связи с этим фазовое превращение сопровождается выделением или. поглощением теплоты. При структурных превращениях (переходах FI рода) происходит перераспределение дефектов кристаллической решетки, легирующих элементов и примесей и изменение субструктуры существующих фаз. Структурные превращения сопровождаются плавным изменением свободной энергии, энтропии и теплосодержания, скачкообразным — теплоемкости, и не сопровождаются выделением теплоты. [c.491]

Можно выделить группы термодинамических свойств и выражающих их величин по признаку наиболее естественной связи с отдельными явлениями. Для тепловых явлений характерны температура, энтропия, теплоемкость при определенных условиях для механических — давление, плотность, сжимаемость, состояние деформаций и напряжений в теле для химических — количества веществ, их концентрации, химические или электрохимические потенциалы для поверхностных явлений — площадь поверхности, коэффициент поверхностного натяжения, адсорбция. [c.11]

Первые два члена дают в сумме —div(psv). Интеграл по объему от этого члена преобразуется в интеграл от потока энтропии p.9V йо поверхности. Рассматривая неограниченный объем жидкости, [c.273]

Рассмотрим возмущение ударной волны, представляющее собой ее бесконечно малое смещение в направлении, перпендикулярном ее плоскости ). Оно сопровождается бесконечно малым возмущением также и других величин — давления, скорости и т. д. газа по обеим сторонам поверхности разрыва. Эти возмущения, возникнув вблизи волны, будут затем распространяться от нее, переносясь (относительно газа) со скоростью звука это не относится лишь к возмущению энтропии, которое будет переноситься только с самим газом. Таким образом, произвольное возмущение данного типа можно рассматривать как совокупность звуковых возмущений, распространяющихся в газах I и 2 по обе стороны ударной волны, и возмущения энтропии последнее, перемещаясь вместе с газом, будет, очевидно, существо- [c.467]

В заключение этого параграфа необходимо сделать замечание, аналогичное замечанию в конце 82. Там было отмечено, что среди различных возмущений состояния движущегося газа исключительными по своим свойствам являются возмущения энтропии (при постоянном давлении) и ротора скорости. Эти возмущения покоятся относительно газа, а не распространяются со скоростью звука. Поэтому поверхности, на которых испытывают какой-либо слабый разрыв непрерывности энтропия и ротор скорости ), покоятся относительно газа, а относительно неподвижной системы координат переносятся вместе с самим газом. Такие разрывы мы будем называть тангенциальными слабыми разрывами-, они проходят через линии тока и в этом отношении вполне аналогичны сильным тангенциальным разрывам. [c.502]

Простое вычисление с помощью разложения в ряд показывает, что оба написанных выражения отличаются друг от друга только в членах третьего порядка (при вычислении следует иметь в виду, то изменение энтропии в разрыве есть величина третьего порядка малости, а в простой волне энтропия вообще постоянна). Отсюда следует, что с точностью до членов второго порядка звуковая волна с каждой стороны от образовавшегося в ней разрыва остается простой, причем на самом разрыве будет выполнено надлежащее граничное условие. В следующих же приближениях это уже не будет и.меть места, что связано с появлением отраженных от поверхности разрыва волн. [c.536]

В случае необратимых процессов в адиабатно изолированных системах мощность потока энтропии 5 сквозь поверхность системы равна нулю, поэтому для таких процессов из формулы [c.19]

Характеристические функции. Характеристические функции системы, т. е. внутренняя энергия и, энергия Гельмгольца Р, энтропия 5 и энергия Гиббса Ф при наличии поверхностного натяжения могут быть представлены в виде суммы двух членов, первый из которых зависит от объемных эффектов и представляет собой известные из гл. 3 выражения для 7, Р, 8, Ф, а второй описывает зависимость характеристических- функцией от поверхностных эффектов (коэффициента поверхностного натяжения и площади О поверхности раздела фаз). [c.148]

Поток энтропии может иметь любой как положительный, так и отрицательный знаки в зависимости от значений потока теплоты, потока вещества и потока электрического заряда через ограничивающую систему поверхность. Величину называют производством энтропии. Учитывая, что [c.333]

Это есть уравнение баланса энтропии оно показывает, что скорость изменения энтропии системы равна производству энтропии за вычетом потока энтропии по ограничивающей систему поверхности. [c.334]

Диффузионный поток вместе с веществом переносит и энтропию за единицу времени через единицу площади поверхности, перпендикулярной к направлению диффузионного потока, переносится количество энтропии, равное — ф/д/Г, где ф = ф> — ф1 — разность химических потенциалов первого и второго веществ. [c.346]

Состояние термодинамической системы в общем случае определяется значениями температуры Т, энтропии S, объема V, давления Р, состава (выраженного, например, в мольных долях Xi) — xi, Xq, Xs,...,Xk или В других единицах), величиной электрического заряда, поверхности, а также внешними полями электрическим, магнитным, гравитационным и т. д. Одновременный учет влияния всех отмеченных факторов сложен, но в нем, как правило, нет необходимости. В большинстве случаев решающую роль играют только некоторые из величин, определяющих состояние системы, а все остальные величины можно считать постоянными и не учитывать их влияния. При рассмотрении многих вопросов термодинамики растворов неэлектролитов можно принять постоянными все внешние поля, величины заряда и поверхности системы. В этом случае переменными, характеризующими состояние растворов, являются температура Т, энтропия S, давление Р, объем V, числа молей — л, , или мольно-объемные концентрации веществ — j. [c.7]

При сверхзвуковом обтекании заостренного профиля с участком клиновидной поверхности перед ним возникает скачок уплотнения, прямолинейный участок которого ограничен точкой й, расположенной на пересечении скачка с характеристикой, проведенной из конца клина. За этой точкой скачок искривляется в результате взаимодействия с падающими волнами разрежения, образующимися при обтекании криволинейного участка профиля (см. рис. 5.2), и, как следствие, происходит изменение его интенсивности. Это, в свою очередь, вызывает изменение энтропии при переходе от одной линии тока к другой, что является причиной вихревого характера движения газа за скачком. [c.148]

Схема течения около затупленного конического тела изображена на рис. 10.25. Перед телом 1 образуется отошедшая ударная волна 2 с переменной интенсивностью в различных точках ее поверхности. Эта интенсивность наибольшая в окрестности точки О полного торможения. Можно считать, что здесь волна представляет собой прямой скачок уплотнения. Переход частиц газа через такой сильный скачок сопровождается значительными потерями полного напора и повышением энтропии. В результате поверхность тела как бы покрывается слоем 3 некоторой толщины, в котором газ обладает высокой энтропией. В этом слое, называемом высокоэнтропийным, скорость газа меньше, чем при прочих равных условиях на поверхности острого конуса, где нет такого интенсивного скачка и газ тормозится слабее (рис. 10.25). [c.492]

Определим теперь остальные характеристики поверхности поверхностную энергию и энтропию. Свободная энергия (как известно из термодинамики) представляет собой внутреннюю энергию Е за вычетом величины TS, где S — энтропия. Поэтому для поверхностной свободной энергии можно записать [c.80]

Очевидно, что энтропия единицы площади поверхности раздела [c.80]

Если пользоваться представлениями механики сплошной среды, то зона ударного перехода представляет собой поверхность разрыва — фронт ударной волны (рис. 1.4). При переходе через фронт ударной волны все величины — плотность, давление, скорость среды, энтропия — меняются скачком. По- [c.18]

Возрастание энтропии происходит за счет диссипативных процессов в зоне ударного перехода, которую мы приближенно представляем в виде математической поверхности. [c.22]

Потенциальный поток перед ударной волной изэнтропичеп. В общем случае произвольной ударной волны с переменным вдоль ее поверхности скачком энтропии в пространстпо за вол- [c.597]

Двухжидкостная модель предполагает, что некоторая часть — х) поверхности Ферми искажена, электроны на ней сконденсированы на нижнем уровне и не могут быть термически возбуждены. Однако число сконденсированных электронов зависит от температуры и растет с ее понижением, Сверхпроводящая область может быть ориентирована таким образом, чтобы приводить к отличному от нуля сверхпроводящему току. Так как вклад сверхнроводяп1его состояния в энтропию равен нулю и теп- [c.295]

Согласно двухжидкостной модели, увеличение плотности энтропии связано с ростом числа нормальных электронов в этом слое. Поэтому Пипнард предлагает простую модель, в которой параметр порядка в поверхностном слое а постоянен, но зависит как от поля на поверхности, так и от температуры. В результате этого величина oj в поверхностном слое отлична от величины (О в остальной части образца. [c.646]

Заметим, что аналогичные уравнение и неравенство выводятся в физике черных дыр —компактных неизлучающих тел, образовавшихся в результате коллапса массивных звезд с массой более двух Солнц. Эти бывшие звезды, полностью израсходовавшие свое ядерное горючее, имеют размер, равный гравитационному радиусу R — lGMj G — гравитационная постоянная, М — масса звезды, с—скорость света гравитационный радиус Солнца—около 3 км). Роль, аналогичную энтропии в термодинамике, в физике черных дыр выполняет поверхность S черной дыры, а роль термодинамической температуры—величина X, пропорциональная поверхностной гравитации, т. е. напряженности статического гравитационного поля на поверхности черной дыры. Черные дыры не обладают никакими другими свойствами, кроме способности притягивать, поскольку гравитационное поле черной дыры настолько сильно, что даже задерживает свет. Вследствие этого полная энтропия системы черных дыр (величина, пропорциональная сумме поверхностей S черных дыр) не убывает SS O. Эта и другие термодинамические аналогии в физике черных дыр оказываются весьма полезными при рассмотрении различных явлений с участием черных дыр, подобно тому, как начала термодинамики позволяют изучать многие общие свойства термодинамических процессов. Одновременно они указывают на своеобразную универсальность начал термодинамики. [c.77]

Состояния равновесия, устойчивые по отношению к близлежащим состояниям и неустойчивые по отношению к некоторому более удаленному состоянию, называются метастабильными (полуустойчивыми). Метастабиль-ные состояния возникают в тех случаях, когда характеристические функции системы имеют несколько точек экстремума (рис. 3.1). Метастабильное состояние соответствует относительному экстремуму (не наибольшему максимуму и не наименьшему минимуму) характеристической функции. Наличие метастабиль-ных состояний означает, что термодинамическая поверхность тела состоит из двух вообще не связанных листов, первый из которых описывается уравнением состояния и содержит все стабильные состояния, а второй —только метастабильные состояния. Обратимого перехода с одного, листа на другой не существует. Однако для каждого из этих листов справедливо третье начало термодинамики, так что в каком бы состоянии — стабильном или метастабильном — ни находилось тело, при Т —> О его энтропия имеет одно и то же значение 5 = 0. Система, находящаяся в метастабильном состоянии, по истечении некоторого времени и при наличии необходимых условий переходит в стабильное состояние. [c.112]

Ось симметрии является линией тока, поэтому во всех ее точках j= = onst. Отличие значения ijia, вычисленного по формуле Ч з = ф2— 2з (л з—- г) [см. (4.4)], от С может служить характеристикой вычислительной погрешности. Пусть теперь точка 3 принадлежит поверхности обтекаемого тела ( жесткой стенке ) (рис. 4.1, г), уравнение которой y=f x). Поскольку стенка является линией тока и энтропия на ней постоянна, имеем [c.115]

Ударные волны, вызывающие фазовые переходы, обычно относятся к слабым с незначительными изменениями энтропии. Поэтому адиабата разгрузки обычно близка по своему виду к ударной адиабате. Наличие участка в области фазового перехода, на котором выполняется неравенство д р/д ) <0, приводит к образованию ударной волны разрежения. Эволюция распределения давления в волне разрежения качественно показана на рис. 1.10. PeaJ[ьнo водны разгрузки возникают в среде при выходе ударной волны на- свободную поверхность образца. [c.41]

Таким образом, из анализа структурной схемы, отражающей производство энтропии внутри трибосистемы и диссипацию ее окру-жающей средой, следует, что в процессе фрикционного межфазного взаимодействия общая энтропия трибосистемы возраст ает (идет энтро-1шйная накачка), постепенно достигая некоторого критического значения, при котором плотность внутренней энергии и энтропии в активных объемах полимерной детали и пленки переноса оказывается достаточной для разрушения межмолекулярных и молекулярных (химических) связей. При установившемся режиме трения и изнашивания разрушение (износ) микрообъемов с поверхности трения сопровождается постоянным переходом в критическое состояние все новых микрообъемов приповерхностных слоев. Состояние трибосистемы при таком процессе ха- [c.117]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...