Броуновское движение частиц в жидкости

Броуновское движение частиц в жидкости [c.102]

Под действием ударов молекул частица движется в разных направлениях, в том числе и снизу вверх. Броуновское движение частицы в направлении снизу вверх представляет собой кажущееся противоречие второму началу термодинамики (в его формальной феноменологической трактовке), так как при этом совершается работа против внешних сил (силы тяжести) при наличии одного источника теплоты — среды (газа или жидкости, находящихся в термодинамическом равновесии), а энтропия системы соответственно уменьшается. [c.95]

Пусть одна из частиц жидкости, твердого тела или газа, чем-то отличается от других, так что можно, хотя бы в принципе, следить за ее перемещениями. Реально это можно сделать, конечно, только если частица достаточно велика, как это имеет-место, например, в коллоидных взвесях, используемых для наблюдения броуновского движения. Но в принципе можно вести речь о любой частице, хоть как-то отличающейся от других. [c.202]

Многие реальные физические процессы хорошо описываются DLA- моделью. Это прежде всего электролиз, кристаллизация жидкости на подложке, осаждение частиц при напылении твердых аэрозолей. В DLA- процессе на начальном этапе в центре области устанавливается затравочное зерно, затем из удаленного источника на границе области поочередно выпускаются частицы, которые совершают броуновское движение и в конечном итоге прилипают к неподвижному зерну. Таким образом происходит рост DLA- кластера. [c.29]

Под влиянием молекулярного движения в жидкости взвешенные в ней частицы совершают беспорядочное броуновское движение. Пусть в начальный момент времени н некоторой точке (начале координат) находится одна такая частица. Ее дальнейшее движение можно рассматривать как диффузию, причем роль концентрации играет вероятность нахождения частицы в том или ином элементе объема жидкости. Соответственно для определения этой вероятности можно воспользоваться решением (59,17) уравнения диффузии. Возможность такого рассмотрения связана с тем, что при диффузии в слабых растворах (т. е. при с< I, когда только и применимо уравнение диффузии в форме (59,16)) частицы растворенного вещества практически не взаимодействуют друг с другом, и потому можно рассматривать движение каждой частицы независимо от других. [c.330]

М. р. не зависит от взаимодействия между молекулами и справедливо не только для газов, но и для жидкостей, если для них возможно классич. описание. В случае многоатомных молекул М. р. имеет место для посту пат. движения молекул (для скорости их центра тяжести) и не зависит от внутримолекулярного движения п вращения даже в том случае, когда для них необходимо квантовое описание. М. р. справедливо для броуновского движения частиц, взвешенных в жидкости или газе. [c.31]

При броуновском движении коллоидных частиц в жидкости, вызываемом тепловым движением молекул дисперсной фазы, на поверхности скольжения возникает потенциал, называемый (дзета)-по-тенциалом, отличный от термодинамического потенциала поверхностью частиц и жидкостью) и от потенциала концентрации раствора электролита (сз > С2> с , рис 7.28), заряда ионов и температуры. [c.311]

Классическим примером образования флуктуаций является так называемое броуновское движение, состоящее в непрерывном хаотическом движении малых твердых или жидких частиц, извещенных в газе или жидкости. Броуновское движение возникает вследствие того, что сумма импульсов от ударов молекул среды (т. е. газа или жидкости) [c.66]

Ранее рассматривались случаи, в которых движение частиц вызывалось только движением жидкости. Это справедливо для относите.льно крупных частиц, скажем размером более 1 мк. Частицы в дисперсных системах имеют размеры от 10 м в грубодисперсных системах и до 10 м в мо.лекулярных дисперсиях. Из-за теп.лового возбуждения эти частицы участвуют в броуновском движении, так что имеет место соотношение [c.264]

Рассмотрим вновь случай разреженной взвеси с размерами частиц больше 1 льк, когда распределение скорости в жидкости слабо зависит от присутствия частиц, а броуновская диффузия частиц незначительна. Ясно, что 1) рассеивание частиц в струе обусловлено движением жидкости 2) так как множество частиц замедляется, их концентрация увеличивается и в конечном счете они осаждаются 3) суммарное количество движения системы сохраняется, как и в случае струи однофазной н идкости, но количество движения частиц при этом диссипирует. Используя метод, предложенный в предыдущих разделах, запишем уравнение неразрывности и движения для дискретной фазы в виде [c.374]

Броуновское движение - беспорядочное движение мельчайших частиц, взвешенных в жидкости или газе, под влиянием ударов молекул окружающей среды, [c.147]

Наряду с поступательным броуновским движением и поступательной диффузией взвешенных частиц можно рассмотреть их вращательное броуновское движение и диффузию. Аналогично тому как коэффициент поступательной диффузии вычисляется через силу сопротивления, так коэффициент вращательной диффузии может быть выражен через момент сил, действующих на вращающуюся в жидкости частицу. [c.332]

В 1827 г, английский ботаник Роберт Браун (Броун) наблюдал быстрое хаотическое движение мелких частиц цветочной пыльцы в воде, а затем надежно установил столь же энергичное движение в жидкости и макроскопических неорганических частичек. Это указывало на то, что брауновское (броуновское) движение не связано с движением живых микроорганизмов, хотя сам Браун, основываясь на универсальности явления, полагал, что он открыл первичные молекулы живой материи. В течение последующих семидесяти лет прошлого века было поставлено много других экспериментов и высказано большое число теоретических гипотез о сущности наблюдаемого эффекта. Брауновское движение неизменно обнаруживалось и после того, как образец выдерживался в течение недели в темноте, и после нагревания в течение многих часов. Становилось ясным, что явление имеет фундаментальный характер. [c.37]

Необходимо отметить, что имеются определенные области состояний макроскопических систем, для которых характерно существование сильно развитых флуктуаций. Это прежде всего состояния вблизи критических точек равновесия жидкость—пар или жидкость—жидкость (для расслаивающихся растворов), а также состояния вблизи точек фазовых переходов второго рода. Резкое возрастание интенсивности рассеянного света вблизи критических точек жидких систем носит название критической Опалесценции. Велики относительные флуктуации параметров малых систем. Известным проявлением флуктуаций в малых объемах служит броуновское движение, обусловленное флуктуациями случайной силы, действующей на броуновскую частицу со стороны соседних молекул жидкости. [c.149]

Способностью к диффузии обладают мельчайшие частицы вещества (отдельные молекулы, атомы или ионы), а также более крупные частицы, хорошо видимые в микроскоп, находящиеся среди молекул газа или жидкости и участвующие в броуновском движении. [c.80]

В конце предыдущей лекции мы занимались явлениями, доступными наблюдению, к которым в газе или в жидкости приводят флуктуации плотности. Броуновское движение, о котором речь будет сегодня, есть другой пример явления, непосредственно наблюдаемого, и даже более, измеряемого — вполне управляемого флуктуациями, для которых законом является случай. Это — флуктуации, которые испытывает действие, производимое совокупностью молекул жидкости на частицу подходящих размеров, погруженную в эту жидкость. [c.66]

Возвратимся к случаю обычного броуновского движения, а именно, движения малой шаровой частицы, погруженной в жидкость. Предположим, что жидкость не скользит по поверхности частицы тогда можно воспользоваться формулой Стокса [c.71]

В теории броуновского движения Ф.— П. у. записывается для ф-ции распределения /(г, р, t) значений координаты г и импульса р броуновской частицы с массой М в жидкости или газе с темп-рой Т в виде [c.332]

Другие переменные, относящиеся к влиянию стенок сосуда, содержащего систему, броуновскому движению, трению частиц, проскальзыванию жидкости и электростатическим эффектам, важны в специальных условиях. Таким образом, становится очевидным, что полное теоретическое описание, приложимое ко всем ситуациям, невозможно. [c.413]

Парамагнитная релаксация. Восстановление тепл ового равновесия в парамагнетиках во многих случаях представляет собой двухстуненный процесс сначала равновесие устанавливается внутри спин-си-с т е м ы — системы магн. моментов всех парамагнитных частиц, а затем происходит обмен энергией мегкду спин-системой и колебаниями кристаллической решетки в кристаллах или броуновским движением частиц в жидкостях. Скорость релаксации внутри снип-системы характеризуется временем сппн-спиновой релаксации Tj, ско- [c.500]

Классическим примером образования флуктуаций является так называемое броуновское движение, состоящее в непрерывном хаотическом движении малых твердых или жидких частиц, взвешенных в газе или жидкости. Броуновское движение возникает вследствие того, что сумма импульсов от ударов молекул среды (т. е. газа или жидкости) о поверхность малой твердой частицы не равна нулю и с течением времени изменяется по закону случая как по величине, так и по на-пpaвлeнч o. Под действием ударов молекул частица движется в разных направлениях, в том числе и снизу вверх. Броуновское движение частицы в направлении снизу вверх представляет собой кажущееся противоречие второму началу термодинамики (в его формальной термодинамической трактовке), так как при этом совершается работа против внешних сил (силы тяжести) при наличии лишь одного источника тепла— среды (газа или жидкости, находящихся в термодинамическом равновесии), а энтропия системы соответственно уменьшается.. [c.105]

Атомный механизм диффузии в кристаллах можно представить как особый механизм обмена мест. Процессы диффузии могут происходить в веществах, состоящих пз атомов одного вида, например, путем выравнивания различных кинетических энергий атомов (аналогично броуновскому движению молекул в жидкостях). Этот процесс обмена мест называется самодиффузией. Чтобы частица, находящаяся в узле решетки, могла покинуть свое нормальное место, необходимо, чтобы частица приобрела определенную энергию (энергию активации). Энергии активации особенно низки для частиц кристалла, находящихся на поверхности, так как они имеют меньше связей, чем атомы внутри кристалла. Поэтому нужно учитывать повышенную подвижность на поверхности (поверхностная диффузия или диффузия Фоль.мера). Повышенная подвижность собственных и чужеродных частиц на новерхности кристалла будет подробно изложена в главе 14.3. [c.233]

Одной из первых изучавшихся в физике систем такого типа явилось линейное ланжевеновское уравнение с правой частью в виде дельта-коррелированной во времени силы, описывающее броуновское движение частиц в газе или жидкости. Для современного этапа изучения статистических задач в физике и других областях характерен переход к более адекватным реальному миру и поэтому более сложным моделям, когда флуктуируют не только правая часть уравнений, но и параметры, а время спада корреляций случайных воздействий конечно. Большой интерес вызывают нелинейные, многомерные (и распределенные) динамические системы при случайных не дельта-коррелированных воздействиях. [c.5]

Классическим примером реально наблюдаемых флуктуаций является так называемое броуновское движение, состоящее в непрерывном хаотическом движении малых твердых или жидких частиц, взвешенных в газе или жидкости. Броуновское движение возникает вследствие того, что сумма импульсов от уд.зров молекул среды (т. е. газа или жидкости) о поверхность малой твердой частицы не равна нулю и с течением времени изменяется по закону случая как по величине, так и по направлению. [c.95]

Броуновское движение взвешенных частиц в жидкости можно рассматривать как Д. Ср. квадрат расстояния г, на к-рое удалится броуновская частица за время t, пропорционально её коэф. Д. r =bDt. Коэф. D взвешенных частиц определяется их подвижностью Ь (коэф. пропорцнопалькости между постоянной виеш. силой и скоростью), причё м D=kTb (соотношение Эйпштей га, установленное в 1905). [c.687]

В 1990-х гг. термин броуновское движение применяют в гораздо более широком смысле— в кинетике физической, в статистич. гидродинамике, матем. теории стохастич. процессов в этих областях также используют Ф. — П. у. (в теории стохастич. процессов оно наз. ур-нием Колмогорова). В физ. кинетике Ф. — П. у. получается из цепочки Боголюбова уравнений в приближении малости взаимодействия (малого параметра при потенциале взаимодействия) или малости отношения массы молекулы жидкости или газа к массе примесной частицы. Для достаточно разреженных систем, описываемых уравнением Больцмана, приведённое приближение также даёт Ф. — П. у, В этом случае интеграл столкновения Больцмана разлагается по параметру малости взаимодействия, что в низшем приближении даёт столкновительный оператор Фоккера — Планка. Такой подход используется в кинетике гравитирующих систем и плазмы, а также для описания разл. релаксационных процессов (внутр. степеней свободы молекул газа, электронов в твёрдом теле и др.). [c.332]

Коагуляция в градиентных потоках и из-за турбулентности жидкости широко исследована в работе [481]. Фукс [243] подробно изучал броуновское движение, накопление частиц и пыли в фильтрах, а также накоп.ление при ударе о коллекторную поверхность частиц, движущихся по индивидуальным траекто-Р1ТЯМ. В гл. 8 рассматривается гидродинамическая сепарация, а в гл. 10 — электростатическая сепарация. [c.266]

Закономерности броуновского движения. Большое значение в обосновании молекулярно-кинетической теории имело открытие английского ботаника Роберта Б р о у н а (1773—1858). В 1827 г. он обнаружил беспорядочное движение видимых в микроскоп твердых частиц, находящихся в жидкости. Это явление, названное броуновским движением, смогла объяснить лишь молекулярнокинетическая теория на основе использования представлений о существовании молекул. Беспорядочно движущиеся молекулы жидкости или газа сталкиваются с твердой частицей и изменяют направление и модуль скорости ее движения. Число молекул, ударяющих частицу с различных сторон, и направление передаваемого ими импульса непостоянны. Чем меньше размеры и масса частицы, тем более заметными становятся изменения ее импульса во времени. [c.72]

Частицы совершают броуновское движение в жидкости, ограниченной с одной стороны плоской стенкой при попадании на стенку частицы прили-пают> к ней. Определить вреоятность того, что частица, находящаяся в начальный момент времени на расстоянии Ха от стенки, прилипнет к ней в течение времени t. [c.332]

Как здесь, так и ниже мы не имеем в виду явления диффузии, обусловленного броуновским движением, за счет которого мельчайшие твердые тяжелые частицы (размером менее нескольких микронов) могут перемещаться в движущейся и по1 оящейся жидкости. [c.627]

Д. — частный случай переноса явлений, относится к явлениям массопереноса. Она является одним из наиб, общих кинетич. процессов, присущих газам, жидкостям и твёрдым толам, протекаюгцих в них с разл. скоростью. Диффундировать могут также взвешенные малые частицы посторонних веществ (вследствие броуновского движения), а также собств. частицы вещества (самодиффувия). Диффузия — необратимый процесс, один из источников диссипации энергии в систе.ме. [c.686]

В. Эльмором( У. Elmor, 1938) [3]. В суспензии однодоменных частиц равновесное распределение магн. моментов достигается вращением самих частиц благодаря их броуновскому движению. В этом случае время релаксации должно существенно зависеть от вязкости жидкости. Наконец воз.можны ещё квантовомеханич. изменения ориентации моментов М частиц (туннельные переходы, см. Туннельный эффект). [c.25]

Метод исследования был основан на том факте, что мельчайшие частицы, присутствующие обычно в большинстве жидкостей и невидимые при простом освещении даже под сильным мнркоскопом, становятся заметными при интенсивном освещении, если они рассматриваются на черном фоне. Техника наблюдения в упомянутой работе впоследствии была модифицирована, однако без существенных изменений в ее основе, и использована при изучении других задач, связанных с движением жидкости. В некоторых случаях для облегчения наблюдений в жидкость вводились мельчайшие частицы. Некоторые из этих исследований, в частности те, которые имеют отношение к пограничному слою, описаны в общих чертах в настоящей статье. Все исследования были проведены не с воздухом, а с водой, поскольку в воде при тех же самых числах Рейнольдса благодаря более медленному движению частиц облегчается наблюдение этих частиц, а также потому, что в случае воды легче подобрать подходящие частицы, чем для воздуха. Ранее для наблюдения за движением частиц использовались ультрамикроскопы, которые позже были переименованы в гидродинамические микроскопы. Строго говоря, ультрамикроскоп представляет собой прибор или, точнее, специальную осветительную систему с микроскопом для изучения Броуновского движения в жидкости. Принцип работы прибора основан на том факте, что частицы, имеющие размер меньше длины волны света, при прохождении через очень яркий пучок света рассеивают свет и их движение становится видимым под микроскопом. Установка, применяемая в данной работе, сходна с ультрамикроскопом, поскольку и в этом случае под микроскопом наблюдается движение частиц, пересекающих луч света. Однако наблюдаемые частицы имеют размер, больший, чем длина волны света, и скорость их движения, исключая область вблизи твердой [c.119]

Эмульсия может быть определена как дисперсия одной жидкости в другой. С термодинамической точки зрения такая система неустойчива, однако время, требуемое для ее разделения на фазы, может составлять от нескольких секунд до нескольких лет. Свободная поверхностная энергия проявляется как сила, уменьшающая площадь поверхности раздела и способствующая соединению мелких капель в более крупные, когда они соприкасаются в результате броуновского движения или механического перемешивания. Скорость расслоения зависит от первоначального размера частиц, разницы в плотиости фаз, вязкости непрерывной фазы и силы тяжести, действующей на частпцы. Таким образом, расслоение эмульсии нередко может быть ускорено путем увеличения ее силы тяжести центрифугированием. В некоторых случаях можно уменьшать или увеличивать плотность и вязкость дисперсионной среды добавлением в нее растворимых веществ или растворителя. [c.124]

Отложение взвешенных веществ в порах фильтрующей основы (объемное фильтрование) происходит, если их размер меньше размера пор и траектория движения частиц приводит к их контакту с поверхностью поровых каналов. Этому способствуют диффузия за счет броуновского движения прямое столкновение инерция частиц прилипание за счет ван-дер-ваальсовых сил осаждение под действ1ием гравитационных сил вращательное дв1ижение под действием гидродинамических сил. Фиксирование частиц примесей воды на поверхности и в порах фильтрующего материала обусловлено малыми скоростями движения жидкости, силами когезии и адсорбции. [c.147]

Универсальность модифицирующего воздействия НП на различные металлы и сплавы связана со свойствами используемых нанопорошков. Во-первых, все они обладают высокой температурой плавления, во-вторых, отличаются низкой реакционной способностью, в-третьих, имеют высокую седиментационную устойчивость в жидкостях. Относительно третьей характеристики можно пояснить даже если вводимые в металлические расплавы модифицирующие агенты отвечают соответствующим требованиям, то не во всех случаях они работают достаточно эффективно из-за оседания под действием силы тяжести [17-20]. Частицы же НП обладают исключительно высокой седиментационной устойчивостью из-за своих малых размеров и высокой удельной поверхности. Еще в 1905 г. А. Эйнштейн показал (цит. по [51]), что для частиц размером до 1 мкм энергии броуновского движения достаточно для того, чтобы они находились в постоянном движении и не оседали под действием силы тяжести. Поэтому частицы НП, очевидно, обладают двойным модифицирующим воздействием во-первых, они служат центрами кристаллизации, а во-вторых, будучи весьма многочисленными по количеству и находясь длительное время во взвешенном состоянии, блокируют диффузию соответствующих атомов (кластеров, блоков) к зарождающимся и растущим кристаллам, что способствует форми- [c.290]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...