Энциклопедия по машиностроению XXL Оборудование, материаловедение, механика и Статьи Чертежи Таблицы О сайте Реклама. Так как всякая граница раздела обладает запасом свободной энергии , то в системах высокой дисперсности свойства поверхностей раздела будут влиять на состояние системы и даже доминировать над объемными свойствами. Так, при высоком дроблении твердых или жидких фаз изменяются их температуры плавления , температуры кипения. Высокодисперсные системы могут создавать метастабильные системы — коллоидные растворы и аэрозоли. К таким системам общие термодинамические закономерности уже не приложимы. В случае гибких упругих мембран надо учитывать их вклад во внутреннюю энергию системы за счет энергии натяжения мембраны и работу изменения ее площади 5. Известно, что в определенных условиях вещество может одновременно находиться в двух и даже трех агрегатных состояниях одновременно вода и водяной пар лед, вода и водяной пар и т. Такую термодинамическую систему, состоящую из различных по своим свойствам частей, отделенных одна от другой поверхностями раздела , называют гетерогенной. Таким образом, гетерогенная система состоит из отдельных гомогенных подсистем. Фазовый переход есть переход вещества из одной фазы в другую через поверхность раздела фаз. Окружим всю систему жесткой оболочкой, непроницаемой для теплоты и вещества. Кроме того, введем в качестве разделяющей поверхности двух фаз поверхность натяжения Гиббса, к которой отнесем все избыточные термодинамические величины , компенсирующие экстраполяцию однородных свойств каждой фазы вплоть до этой поверхности. Таким образом, имеем три подсистемы конденсированную фазу 1, окружающую ее фазу 2 пар, расплав и поверхность раздела фаз 3. Гетерогенная система состоит из частей, имеющих либо различную структуру, либо различные физико-химические свойства и отделенных друг от друга поверхностями раздела фаз. Примером гетерогенной системы может являться вода, находящаяся в равновесии с паром. Термодинамическая нестабильность большинства композиционных материалов приводит к межфазному взаимодействию компонентов как в процессе изготовления, так и в условиях эксплуатации. Некоторое взаимодействие на поверхностях раздела в композиционных материалах необходимо, так как через них осуществляется связь между составляющими композиции и передача напряжений. Однако интенсивное взаимодействие приводит к взаимному растворению компонентов, возникновению промежуточных фаз, которые во многих случаях образуют хрупкие зоны, ускоряющие появление трещин в волокне и оказывающие влияние на уровень механических свойств композиционного материала. Это вызывает необходимость детального изучения вопросов, связанных с взаимодействием матрицы и волокон при повышенных температурах. Указанные свойства ПАВ дают возможность активно использовать их в пароводяных контурах с целью управления термодинамическими, физическими и гидродинамическими процессами на границах раздела фаз, а также коррозионными и эрозионно-коррозионными процессами. Клеевые же прослойки соединений на клеях как гетерогенные системы вследствие многообразия свойств компонентов и фаз раздела имеют неоднородные структуры. Неоднородность структур клеевых прослоек касается не только композиционного состава. Возникающие в процессе структурообразования прослойки усадочные и температурные напряжения концентрируются преимущественно на границах раздела фаз клей адгезив —склеиваемая поверхность субстрат и связующее — наполнитель, создавая сложное внутреннее силовое поле. Вследствие неоднородности структуры и наличия концентраций напряжений в клеевой прослойке приложенное однородное внешнее поле температур вызовет сложное внутреннее температурное поле. В свою очередь внутреннее силовое поле прослойки динамически неравновесно. Обычно как при склеивании, так и в процессе эксплуатации в клеевых прослойках протекают релаксационные процессы , изменяющие концентрации внутренних напряжений Л. Вследствие этого внутреннее температурное поле клеевой прослойки постоянно находится в термодинамически неравновесном состоянии и структура его является достаточно сложной. Остановимся на основных факторах , оказывающих влияние на формирование термического сопротивления клеевых прослоек. Смежные фазы гетерогенной системы отделены друг от друга физическими поверхностями раздела , на которых скачком изменяется одно или несколько свойств системы состав, плотность, кристаллическое строение , электрические и магнитные свойства и др. Примером гетерогенной системы являются композиционные материалы, в которых компоненты отличны по составу, строению, свойствам. Различие между гетерогенной и гомогенной однородной системами не всегда четко выражено. Так, переходную область между гетерогенными механическими смесями взвесями и гомогенными молекулярными растворами занимают коллоидные растворы , в которых частицы растворенного вещества столь малы, что к ним неприменимо понятие фазы. Если физические свойства вещества , составляющего систему, одинаковы во всех ее точках, то система называется гомогенной. Системы, состоящие из нескольких гомогенных, называются гетерогенными. Фазой называется физически однородное тело, являющееся частью гетерогенной системы и отделенное от других частей четко выделенной поверхностью раздела. На границах фаз скачком изменяются некоторые характеристики вещества, термодинамические параметры и функции. Переходы из одного фазового состояния в другое связаны с изменением взаимного расположения молекул и термодинамических свойств вещества. В общем случае гомогенными называются системы, состоящие из одной фазы. Гомогенная система характеризуется тем, что химические и термодинамические свойства в любой ее точке тождественны и в системе отсутствуют видимые поверхности раздела. Совокупность нескольких гомогенных систем, отделенных друг от друга поверхностями раздела , называется гетерогенной системой. При этом каждая фаза характеризуется индивидуальной зависимостью уравнением фазы по Ван-дер-Ваальсу термодинамических свойств от параметров состояния. Различают газообразные, жидкие и твердые фазы. Для многих целей, однако, можно применять упрощенное представление, а именно считать, что две гомогенные объемные фазы разделены поверхностью нулевой толщины, при пересечении которой резко меняются термодинамические свойства. Для получения прочности композита, соответствующей правилу аддитивности, необходима надежная механическая связь на границе раздела. Выполнение этого условия обеспечивает в эксплуатации материала передачу нагрузки от матрицы к волокну. Вместе с тем компоненты композиционного материала , как правило, взаимодействуют между собой. Диффузионные процессы уменьшают прочность упрочняющей фазы и в большинстве случаев приводят к образованию интерметаллидной прослойки в контакте волокна с матрицей. При достижении ширины интерметаллидной зоны 0,5—2,0 мкм композит перестает существовать. Под нагрузкой матрица не передает напряжение на волокно, идет разрушение интерметаллидов, образование и развитие трещин в волокне. Образование твердых растворов еще не приводит к коренному ухудшению свойств, С целью повышения жаропрочности и срока службы композиционных материалов на волокна наносят барьерные диффузионные покрытия. Покрытия могут исключать или значительно замедлять процессы взаимодействия материалов волокна и матрицы. Метод нанесения покрытия должен обеспечивать хорошую связь с волок-но 1, равномерную толщину покрытия и исключать пористость последнего. Другим способом подавления образования нежелательных фаз на поверхности раздела является использование в качестве матрицы сплавов , имеющих пониженную реакционную способность с упрочняющим материалом. С термодинамических позиций необходимо добиваться минимальной разности химических потенциалов компонентов композита. Если исходить из простого предположения об индифферентности электроположительной фазы сплава, которая не изменяет термодинамических свойств поверхности раздела электроотрицательная фаза — раствор электролита, то наблюдаемые сдвиги электродных потенциалов должны означать, что химический потенциал электроотрицательного компонента в собственной фазе выше химического потенциала в до-эвтектическом или эвтектическом сплавах [см. Фазу можно определить как однородную совокупность масс, термодинамич, свойства к-рых одинаково связаны с параметрами состояния , Г. Цифра 2 в Г, п. Если на систему действуют внеш. При рассмотрении фазового равновесия в системах с дисперсной жидкой фазой необходимо учитывать силы поверхностного натяжения. В этом случае число степеней свободы возрастает па единицу и Г. Как указывалось выше в , поток вещества можно вычислить как произведение массопроводимости на движущую силу массопереноса. Методы расчета массопроводимости приведены Б Цель этой главы — создание методов расчета движущей силы путем связывания ее с другими известными величинами. Ниже будут приведены многочисленные зависимости такого рода см. Их характеризует общая особенность — они включают термодинамические свойства жидкостей в трех состояниях в объеме рассматриваемой фазы G , в рассматриваемой фазе у поверхности раздела S и в массе переносимого вещества Г. Неаддитивность термодинамических функций , связанная с вкладом границ раздела фаз и учитываемая введением поверхностного натяжения о, приводит к размерным эффектам термодинамических величин. В случае наночастиц необходимо учитывать также зависимость поверхностного натяжения от размеров частиц. Влияние поверхностной энергии сказывается, в частности, на термодинамических условиях фазовых превращений. В наночастицах могут возникать фазы, которые не существуют в данном веществе в мао сивном состоянии. Если в массивных образцах при некоторой температуре устойчива фаза 1, т. Эффекты, связанные с влиянием среды на характер структурных изменений тв,ердых, тел, весьма, разноо,бразны в своих конечньй субмикро-скопических проявлениях и экспериментальном выявлении этим в значительной Мере объясняются противоречия в их интерпретации. Важным обстоятельством в выявлении природы взаимодействия среды и твердого тела является выделение тех первичных взаимодействий, комбинациями которых определяются наблюдаемые эффекты. Сюда относятся как собственно поверхностные взаимодействия, локализующиеся, в соответствии с термодинамическими условиями, на границе раздела фаз, в слое непосредственно у этой границы, так и многочисленные эффекты, связанные с примыкающим к границе слоем конечной толщины []. Эти случаи включают весьма большое число явлений как увеличения, так и уменьшения сопротивления тела деформации и разрушению. Например, при упрочнении приповерхностного слоя первичным следствием можно считать затруднение движения в нем дислокаций, однако конечные результаты могут быть разными. Границы раздела между отдельными компонентами обусловливают термодинамическую неустойчивость КМ как системы. Помимо внешних факторов температура, давление эксплуатационные свойства КМ и условия его существования определяют химическая природа и дисперсность вещества II фазы. Каждая часть системы, отделенная друг от друга видимой поверхностью раздела , называется телесным комплексом. Пар, раствор, каждый отдельный кристаллик соли— телесные комплексы. Телесные комплексы , обладающие одинаковым химич. В данном примере для пара и раствора понятия телесных комплексов и фаз совпадают, все же кристаллики соли образуют одну твердую фазу донную, лежащую на дне т. Если система представляет раствор, насыщенный винной к-той, пар и на дне— смесь право - и левовращающих кристаллов винной к-ты, то здесь мы имеем четыре фазы парообразную, жидкую и две твердых. Винная к-та вращает плоскость поляризации как в твердом виде, так и в растворенном это вращение есть свойство самой молекулы винной к-ты, т. Но если взять раствор, насьпценный хлорновато натриевой солью, пар и на дне— смесь право - и левовращающих кристаллов этой соли, то здесь имеем только три фазы парообразную, жидкую и одну твердую. Дело в том, хгго хлорноватонатриевая соль вращает плоскость поляризации только в твердом состоянии , но не в растворенном. Это вращение не есть свойство молекулы, а результат укладки молекул в кристаллич. Гомогенными называются системы, внутри которых свойства характеризуются непрерывной зависимостью от пространственных координат. Гетерогенньши Называются системы, состоящие из гомогенных частей, на границе которых свойства характеризуются разрывами непрерывности. Гетерогенная система состоит из нескольких фаз. Под фазой понимается совокупность гомогенных, ограниченных поверхностями раздела частей системы, термодинамические свойства которых одинаково определяются параметрами состояния параметрами системы , не зависящими от пути перехода системы из одного состояния в другое. Фазы могут принадлежать к разным или одинаковым агрегатным состояниям вещества газовому, конденсированному жидкому, твердому. Эта работа обусловлена тем, что вблизи поверхностей раздела свойства фазы отличаются от таковых вдали от раздела, в частности, вследствие явлений адсорбции и различия в координационых числах на границе и в середине фаз. С поверхностным натяжением связано образование поверхностных и, в частности, адсорбционных слоев , которые обладают особыми свойствами, резко отличными от свойств того тела, на котором они адсорбируются. Адсорбционные слои могут значительно влиять на процессы перехода вещества из одной фазы в другую и, в частности, на процессы растворения и кристаллизации. Для образования таких слоев используются имеющиеся или специально вводимые в сплав по-верхностно- активные вещества , которые даже при очень малых добавках резко изменяют свойства системы , вследствие чего может увеличиваться переохлаждение ДТ при кристаллизации и уменьшаться критический размер зародыша. Таким образом, а является основной термодинамической характеристикой на границе раздела фаз. Поверхностно-активные элементы, например углерод и кремний, а значит и Сэ, понижают а рис. Если отдельные составляющие системы обладают различными свойствами и между ними имеются поверхности раздела , то такая система называется гетерогенной. Если между отдельными состав-ляющшш системы нет поверхности раздела , то система называется гомогенной. Примером гетерогенной системы может быть резервуар с кипящей жидкостью, над поверхностью которой находится насыщенный пар. Гетерогенную систему будут представлять также лед и вода. Отдельные составляющие гетерогенной системы , разделенные одна от другой поверхностями раздела , называются фазами. Гетерогенные системы могут быть трехфазными когда в системе имеются твердая, жидкая и газообразная фазы. На самом деле в довольно большом числе случаев оказывается eoбxoдимым учитывать энергию на поверхности раздела сосуществующих фаз зещества или на границах особых областей внутри данной фазы.
Новости недели риа новости
Таинства католической церкви
Отражение (физика)
Экобриз дезинфицирующее средство инструкция по применению
Где лучшие пляжи в крыму
Панель приборов ваз 2109 описание ламп
Сколько контактов можно сохранить на симке
Инструкция по эксплуатации стиральная машина beko
Фильм американская история ужасов 5 сезон
Реал мадрид 2016
Похудела за месяц на 5 кг причины
Кофты филейной сеткой крючком схемы
Энциклопедия по машиностроению XXL
Областная больница брянск расписание
Как связать игрушку для начинающих видео
Где хранить огнетушитель
18 карат абакан каталог
Стихи память пишет стихи
Видимое излучение
Как сделать отопление двухэтажного дома своими руками
Ниткография для детей схемы
Сколько зарабатывают гаишники
Образец платежного поручения удержания по исполнительному листу