Поверхностное натяжение газов
Исследование зависимости поверхностного натяжения жидкости от температуры, природы граничащей среды и растворенных в жидкости примесей. Повышение давления газов над жидкими углеводородами и топливом. Расчет поверхностного натяжения системы "жидкость-пар".
| Рубрика | Физика и энергетика |
| Вид | реферат |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 31.03.2015 |
| Размер файла | 17,6 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Содержание
- Введение
- Поверхностное натяжение
- Поверхностное натяжение газов
- Заключение
- Список литературы
Введение
Многие весьма важные характеристики газов изменяются в результате проникновения в жидкую фазу извне влаги и кислорода воздуха. Содержание влаги и кислорода определяется не только температурой и давлением среды, но и поверхностным натяжением жидкости, Диффузией и растворимостью паров и газов в углеводородах.
Действующая касательно к поверхности и стремящаяся сократить свободную поверхность жидкости до наименьших возможных пределов при заданном объеме, называется поверхностным натяжением.
Поверхностное натяжение зависит от температуры, природы граничащей среды и примесей. С ростом температуры поверхностное натяжение уменьшается и при критической для нее температуре обращается в нуль. В присутствии в окружающей жидкое топливо среде поверхностно-активных веществ, способных адсорбироваться на его поверхности, поверхностное натяжение будет резко снижаться. В это время газы могут сильно изменять поверхностное натяжение.
Повышение давления газов над жидкими углеводородами вызывает уменьшение их поверхностного натяжения. В условиях пониженного давления поверхностное натяжение жидкости несколько возрастает.
Таким образом, в одинаковых условиях лучшим распределением при распыливании будут отличаться алканы.
Поверхностное натяжение
Сила, действующая касательно к поверхности и стремящаяся сократить свободную поверхность до наименьших возможных пределов при заданном объеме, называется поверхностным натяжением.
В двухфазных системах действуют силы, образующие так называемую свободную поверхность жидкости на границе раздела с газом. Работа, затраченная на образование 1 см2 поверхности раздела фаз, называется поверхностным натяжением. Единица измерения поверхностного натяжения -- ньютон на метр (Н/м).
Если в системе не происходит массо- или теплообмена, поверхностное натяжение -- физическая константа, характеризующая систему «жидкость-пар» или «жидкость-жидкость».
Поверхностное натяжение системы «жидкость-пар» определяется по формуле
у = с (сж - сп) (1)
где с -- коэффициент пропорциональности (постоянный для данного вещества), определяемый через молекулярную массу.
С повышением молекулярной массы поверхностное натяжение вещества увеличивается, а с увеличением температуры -- уменьшается и становится равным нулю при критической температуре.
Влияние температуры на поверхностное натяжение при нормальном давлении может быть определено по формуле:
у = у0 [(tкр - t)/(tкр - t0)]1,2 (2)
где у0 -- поверхностное натяжение при нормальных условиях; tкр -- критическая температура жидкости. Повышение давления также приводит к уменьшению поверхностного натяжения, а при давлении, равном критическому, оно становится равным нулю.
Поверхностное натяжение газов
Поверхностное натяжение жидкости зависит от температуры, природы граничащей среды и растворенных в жидкости примесей. С ростом температуры поверхностное натяжение жидкости уменьшается и при критической для нее температуре обращается в нуль. В присутствии в окружающей жидкое топливо среде поверхностно-активных веществ, способных адсорбироваться на его поверхности, поверхностное натяжение топлива будет резко снижаться. Растворенные в топливе газы могут сильно изменять в ту или иную сторону его поверхностное натяжение по сравнению с поверхностным натяжением топлива, не содержащего этих примесей.
Повышение давления газов над жидкими углеводородами и топливом вызывает уменьшение их поверхностного натяжения. В условиях пониженного давления поверхностное натяжение жидкости несколько возрастает.
Поверхностное натяжение топлива на границе жидкость--воздух необходимо учитывать при оценке степени его распыливания в зоне сгорания двигателя. Чем выше поверхностное натяжение топлива, тем грубее его распыливание (в сравнимых условиях).
В одинаковых условиях лучшим распределением при распыливании будут отличаться алканы.
Поверхностное натяжение для газов при температуре, изменяющейся в пределах от --30 до 100 °С, можно подсчитать (с точностью до 10%) по формуле:
уT = у0 -- аt (4)
где уT -- поверхностное натяжение на границе жидкость-- воздух при заданной температуре и нормальном давлении; у0 -- поверхностное натяжение при 0 °С и нормальном давлении; а -- коэффициент, равный 10-4.
Зависимость поверхностного натяжения от температуры может быть выражена эмпирическим уравнением:
УT = М (а -- bТ) (5)
где М -- молекулярный вес углеводородов; а и b -- константы (табл.1); Т -- температура.
Таблица 1 Константы а и b для некоторых углеводородов
|
Углеводороды |
а |
b * 104 |
Температурный коэффициент поверхностного натяжения |
|
|
н-Октан |
0,4420 |
8,5743 |
0,0978 |
|
|
И-Нонан |
0,3952 |
7,3847 |
0,1090 |
|
|
н-Декан |
0,3547 |
6,3799 |
0,0910 |
|
|
н- Пентадекан |
0,2439 |
3,9666 |
0,0851 |
|
|
н-Октадекан |
0,20785 |
3,2812 |
0,0833 |
|
|
Метилциклогексан |
0,4847 |
8,3077 |
0,0963 |
|
|
1-Октен |
0,4459 |
8,5560 |
0,0960 |
|
|
Бензол |
0,8886 |
15,9960 |
0,1274 |
|
|
Нафталин |
1,1600 |
15,7100 |
0,3285 |
|
|
1-Октин |
0,5726 |
12,2568 |
0,1006 |
С увеличением молекулярного веса углеводородов поверхностное натяжение топливных фракций возрастает. Этому способствуют в значительной мере содержащиеся в топливных фракциях неуглеводородные (кислород-, серо-, азотсодержащие) соединения и прежде всего смолы -- сильные поверхностно-активные вещества.
Заключение
поверхностный натяжение газ углеводород
Поверхностное натяжение представляет собой силу, действующую касательно поверхности и стремящуюся сократить свободную поверхность до наименьших возможных пределов.
Поверхностное натяжение для газов при температуре, изменяющейся в пределах от --30 до 100 °С, можно подсчитать (с точностью до 10%) по формуле представленной в реферате.
Зависимость поверхностного натяжения от температуры может быть выражена эмпирическим уравнением также представленным в реферате.
Таким образом, в современных условиях, возможно с помощью специальных формул, рассчитать поверхностное натяжение газов.
Список литературы
1. «Удивительная физика», Л. Г. Асламазов, А. А. Варламов, изд.: «Наука», Москва, 1988 г.
2. Учебник физики для 10 класса средней школы, Н. М. Шахмаев, С. Н. Шахмаев, Д. Ш. Шодиев, изд.: «Просвещение», Москва, 1991 г.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Сила поверхностного натяжения, это сила, обусловленная взаимным притяжением молекул жидкости, направленная по касательной к ее поверхности. Действие сил поверхностного натяжения. Метод проволочной рамки. Роль и проявления поверхностного натяжения в жизни.
реферат [572,8 K], добавлен 23.04.2009Изучение явления поверхностного натяжения и методика его определения. Особенности определения коэффициента поверхностного натяжения с помощью торсионных весов. Расчет коэффициента поверхностного натяжения воды и влияние примесей на его показатель.
презентация [1,5 M], добавлен 01.04.2016Сущность и характерные особенности поверхностного натяжения жидкости. Теоретическое обоснование различных методов измерения коэффициента поверхностного натяжения по методу отрыва капель. Описание устройства, принцип действия и назначение сталагмометра.
реферат [177,1 K], добавлен 06.03.2010Определение водородной связи. Поверхностное натяжение. Использование модели капли жидкости для описания ядра в ядерной физике. Процессы, происходящие в туче. Вода - квантовый объект. Датчик внутриглазного давления. Динамика идеальной несжимаемой жидкости.
презентация [299,5 K], добавлен 29.09.2013Основное свойство жидкости: изменение формы под действием механического воздействия. Идеальные и реальные жидкости. Понятие ньютоновских жидкостей. Методика определения свойств жидкости. Образование свободной поверхности и поверхностное натяжение.
лабораторная работа [860,4 K], добавлен 07.12.2010Постоянство потока массы, вязкость жидкости и закон трения. Изменение давления жидкости в зависимости от скорости. Сопротивление, испытываемое телом при движении в жидкой среде. Падение давления в вязкой жидкости. Эффект Магнуса: вращение тела.
реферат [37,9 K], добавлен 03.05.2011Свойства жидкостей и их поверхностное натяжение. Пример ближнего порядка молекул жидкости и дальнего порядка молекул кристаллического вещества. Явления смачивания и несмачивания. Краевой угол. Капиллярный эффект. Капиллярные явления в природе и технике.
контрольная работа [1,5 M], добавлен 06.04.2012Реальное течение капельных жидкостей и газов на удалении от омываемых твердых поверхностей. Уравнение движения идеальной жидкости. Уравнение Бернулли для несжимаемой жидкости. Истечение жидкости через отверстия. Геометрические характеристики карбюратора.
презентация [224,8 K], добавлен 14.10.2013Поле вектора скорости: определение. Теорема о неразрывности струн. Уравнение Бернулли. Стационарное течение несжимаемой идеальной жидкости. Полная энергия рассматриваемого объема жидкости. Истечение жидкости из отверстия.
реферат [1,8 M], добавлен 18.06.2007Определение веса находящейся в баке жидкости. Расход жидкости, нагнетаемой гидравлическим насосом в бак. Вязкость жидкости, при которой начнется открытие клапана. Зависимость расхода жидкости и избыточного давления в начальном сечении трубы от напора.
контрольная работа [489,5 K], добавлен 01.12.2013
