Метастабильные состояния и поверхностное натяжение

В этом случае большое значение имеет поверхностное натяжение, которое препятствует зарождению и росту малых зародышей новой фазы, т. е. делает эти процессы термодинамически (а следовательно, и энергетически) до некоторого предела невыгодными. В результате фазовый переход задерживается , и исходная фаза оказывается за границей равновесного фазового превращения, т. е. в метастабильном состоянии. [c.209]

Существование метастабильных состояний, как ясно из предыдущего, обусловлено тем, что из-за наличия поверхностного натяжения химический потенциал основной фазы в метастабильном состоянии до определенного предела оказывается меньше химического потен-циала этой фа ы, когда в ней находятся зародыши новой фазы. [c.386]

Существование метастабильных состояний фазы обусловлено затрудненностью возникновения жизнеспособных зародышей новой фазы. При отсутствии в жидкости и на стенках сосуда искусственных центров парообразования паровые зародыши могут возникать только за счет тепловых флуктуаций в молекулярной жидкости. Вероятность спонтанного образования паровых пузырьков резко уменьшается с увеличением их размеров. Поэтому вскипание чистой жидкости происходит лишь при достаточном перегреве, когда термодинамически равновесный радиус пузырька г=2о1 р — р) уменьшается до значений порядка средней величины флуктуационного парового зародыша / —/ . Само г возрастает по мере перегрева. В формуле а — поверхностное натяжение на границах жидкость — пар при температуре перегрева — давление пара при этой температуре р — давление в жидкой фазе. [c.60]

Состояние перегретой жидкости является метастабильным состоянием оно обусловлено действием сил поверхностного натяжения. [c.156]

Метастабильные состояния и поверхностное натяжение [c.22]

Метастабильные состояния возникают тогда, когда новая фаза образуется в мелкодисперсном виде (в форме мелких капель жидкости, малых пузырьков пара, мелких кристаллов). В этом случае существенную роль начинает играть поверхностное натяжение, благодаря чему (как это будет подробно разъяснено далее) рост малого зародыша новой фазы оказывается термодинамически невыгодным в результате фазовый переход задерживается и исходная фаза наблюдается за точкой фазового превращения, т. е. в метастабильном виде. [c.70]

Свободная П. э. определяет работу образования зародышей новой фазы и свободную энергию активации процесса фазового превращения. Существование свободной П. э. и поверхностного натяжения является причиной возникновения метастабильних состояний (состояний переохлаждения, пересыщения). Свободная П. э. определяет процессы диспергирования, адгезии и смачивания. При низком значении свободной П. о. возникает самопроизвольное диспергирование фаз, происходящее, напр., вблизи критич. состояния. При смачивании погружением изменение свободной П. э. определяет работу смачивания (правило Дюпре). При неполном смачивании свободная П. э., входя в ур-ние Юнга, определяет равновесную форму капли или пузыря и величину краевого угла (см. Смачивание). [c.646]

К П. я. относятся когезия, адгезия, смачивание, смазочное и моющее действие, трение, пропитка пористых тел. П. я. влияют на прочность твёрдых тел напр., адсорбционное понижение прочности — эффект Ребиндера). П. я. играют важную роль в фазовых процессах. На стадии зарождения фаз П. я. создают энергетич. барьер, определяющий кинетику процесса и возможность существования метастабильных состояний, а при контакте массивных фаз регулируют скорость тепло-и массообмена между ними. Проницаемость поверхностных слоёв и плёнок, связанная с их молекулярным строением, обусловливает мембранные явления, особенно важные в биол. системах. П. я. влияют на коррозию, выветривание горных пород, почвообразование, атм. явления и др. естеств. процессы. На использовании П. я. основаны мн. технол. процессы — хим. синтез с применением гетерогенного катализа, поверхностное разделение веществ и флотация, механич. обработка я упрочение материалов, фильтрация, приготовление порошков, эмульсий, пен и аэрозолей и др. При этом широко применяются поверхностно-активные вещества, регулирующие поверхностное натяжение и свободную поверхностную энергию. [c.653]

Известно, что изотерма для Тэ на равновесной диаграмме состояния отвечает системе, представляющей собой смесь твердых компонентов в расплаве. Это состояние является метастабильным, т.к. характеризуется высокой чувствительностью к флуктуациям температуры. Это обуславливает гибель мелких частиц твердой фазы и выживания более крупных частиц. При охлаждении расплава, содержащего твердые частицы, они служат своеобразными подложками для начала кристаллизации. Это обеспечивает более легкое образование зародышей аморфной фазы на поверхностях раздела жидкость - твердое тело за счет снижения поверхностного натяжения. Проведенные комплексные экспериментальные исследования и термодинамические расчеты стабильных и метастабильных равновесий в системах Ti-Ni Zr-Ni Ti- u Zr- u позволили установить взаимосвязь между образованием плотноупакован-ных интерметаллических соединений, эвтектическими фазовыми диаграммами и склонностью к формированию объемного аморфного состояния. Обнаружен нелинейный эффект зависимости критической толщины объемно-аморфизирующихся сплавов от концентрации компонентов. При рассмотрении квазибинарных диаграмм состояния, компонентами которых являются интерметаллические соединения, оказалось, что эффекту нелинейной объемной аморфизации соответствуют эвтектические точки квазибинарных разрезов системы интерметаллид-интерметаллид Типичная обобщенная диаграмма состояния объемно-аморфизирующихся сплавов эвтектических систем типа интерметаллид- [c.139]

Метастабильные состояния газа и жидкости вместе с границей устойчивости однородных состояний описываются в модели твердых шаров, которая является вариантом модели Изинга. Получается уравнение состояния ван-дер-ваальсовского тина [214]. Специально вопрос о границе устойчивости рассмотрен Фишером [239]. Он использовал метод коррелятивных функций в супернозицион-ном приближении. Однако результаты указанных разработок имеют скорее качественный характер и пока мало пригодны для количественных оценок. Удивительно правдоподобная и в то же время простая оценка снинодали получается в элементарной дырочной жидкости, которая была предложена Фюртом [240]. Теория охватывает и метастабильную область. Дырки отождествляются с пузырьками пара, которые спонтанно возникают в жидкости. Каждому равновесному состоянию вещества соответствует определенное распределение дырок по их размерам. Пузырьку приписываются обычное поверхностное натяжение, три степени свободы поступательного движения и одна внутренняя степень свободы, отвечающая изменению радиуса г. Давление нара в пузырьке принимается равным давлению насыщения при данной температуре и плоской границе раздела, р" = р . Средний размер дырок увеличивается по мере перегрева жидкости, оставаясь весьма малой величиной до некоторого предельного перегрева, после чего начинается катастрофический рост пузырьков. По смыслу используемого в [240] условия теория дает уравнение спинодали в переменных р, Т, однако в таком плане результаты не обсуждались. [c.260]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...