ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Общие замечания из "Явления переноса в водных растворах" Понятие явление переноса объединяет процессы, в которых происходит передача импульса, энергии или массы от одних частей неоднородной материальной системы к другим. (Обычно принимают, что система однофазна, но неоднородна по свойствам.) При вязком течении происходит передача импульса от одних областей материальной системы к другим, если эти области содержат частицы с разными импульсами передача энергии происходит в процессе теплопроводности между областями системы с разной термической энергией при наличии областей с разным химичеоиим потенциалом (это различие, как правило, возникает вследствие разности концентраций) осуществляется перенос массы в результате диффузии, переносом массы сопровождается также процесс электропроводности между областями с разным химическим потенциалом. Явления переноса наблюдаются при любом агрегатном состоянии вещества, однако скорости этих процессов особенно велики в жидкой и газообразной фазах. В электрохимии явления переноса также занимают существенное место, поскольку почти все электрохимические процессы сопровождаются переносом массы и электрического заряда. Знание общих закономерностей явлений переноса необходимо при изучении конкретных процессов. [c.13] Процессы переноса, так же как и другие явления, можно рассматривать как на основе феноменологической, так и молекулярной теорий. Феноменологическая теория описывает наблкхдаемые явления на основе соотношений между макроскопически измеряемыми величинами. В этом отношении ее методы аналогичны методам термодинамики и основаны на термодинамике необратимых процессов. Феноменологические теории обычно отвечают нашим требованиям в случае их применения в инженерном деле и других практических областях однако они не позволяют детально изучить механизм процессов переноса. Напротив, используя молекулярные теории, можно постараться изучить именно механизм этих процессов. В молекулярных теориях явлений переноса делается попытка вывести законы, управляющие этими процессами, на основе свойств и молекулярной структуры данной среды с применением кинетической и статистической теории вещества. В гидродинамических теориях явлений переноса в некотором смысле проявляются характерные черты как феноменологических, так и молекулярных теорий. [c.14] Основной задачей молекулярной теории процессов переноса является интерпретация результатов, полученных в феноменологических теориях, дающ,их величины соответствующих коэффициентов переноса, а также возможность вычисления значений этих коэффициентов на основе молекулярных параметров (т. е. исходя из потенциальной энергии взаимодействия между соседними молекулами). [c.15] В случае воды (и других ассоциированных растворителей) упрощающие предположения, сделанные для одноатомных жидкостей, несправедливы даже в первом приближении. Несферическая форма молекул воды и наличие у них дипольного момента, различные взаимодействия с окружающей средой (например, диполь-дипольные взаимодействия и образование водородных мостиков), а также зависимость этих эффектов от направления сильно усложняют структуру воды и механизм явлений переноса. [c.16] Интенсивные исследования структуры воды пока еще не привели к удовлетворительным результатам. Для описания структуры воды был предложен ряд моделей, которые более или менее правильно объясняют некоторые ее свойства, однако в отношении других свойств приводят к результатам, противоречащим эксперименту. Одна из наибольших трудностей, возникающих в этом вопросе, заключается в том, что не существует экспериментальных данных, которые однозначно подтверждали бы справедливость какой-либо из предложенных моделей и отвергали бы все остальные. Было найдено, что ряд моделей находится в согласии с некоторой группой экспериментов, однако не существует доказательств, что это единственные модели, которые подходят для объяснения данной группы экспериментальных данных. Более того, до сих пор не было разработано ни одной удовлетворительной модели, которая объясняла бы все свойства воды и водных растворов. [c.16] Несмотря на то что ни одна из выдвинутых теорий не привела к объяснению общей картины строения жидкостей, и в частности воды, все же из теории строения жидкости можно получить некоторую информацию о механизме процессов переноса. Поэтому прежде, чем приступить к рассмотрению процессов переноса, необходимо, по-видимому, сделать общий обзор моделей структуры жидкости, хотя современный уровень знаний в этой области и не позволяет построить единую непротиворечивую теорию такой структуры. Эта информация будет весьма полезна, несмотря на то что некоторые свойства растворов электролитов (например, коэффициент активности растворенного электролита или электропроводность) можно достаточно точно описать в рамках таких теорий (например, теории Дебая — Хюккеля), в которых учитывают только взаимодействие растворенных частиц, а растворитель считают сплошной средой, не имеющей структуры. [c.16] Вернуться к основной статье