В.Г. Левич - Физико-химическая гидродинамика (1124062), страница 47
Текст из файла (страница 47)
В частности, в кормовой области число осаждаюшихся на 1 с.ие частиц мож~т превышать число частиц, осаждаюшихся на переднюю часть тела. В связи с осаждением из турбулентного потока остановимся специально на одном вопросе, имеющем отношение к механизму коагуля цни аэрозолей. В й 42 при определении числа встреч между более крупными частицами аэрозоля и более мелкил>и мы отождествляли между собой акт встречи и акт коагуляции. Между тем учет искривления линий тона потребовал бы введения в формулу для числа актов коагуляции коэффициента осаждения.
На это, в частности, было указанг Н, А. Фуксом. Б действительности, однако, еыо не так. В турбулсн>. 9 43! 235 ОсАждвипв Аэгозолгй п коллОплоя вом потоке частицы аэрозоля увлекюотся беспопялсшнымн турбуг>ситными пульсациями. т.
е. всегдя участвуют в >урбулсшгной ди4>фузнн, рассмотренной в 9 41. Поэтому более точную кар пну зз:!вата круши ими частицами мелких, рзссмотренпую в 9 !2, кожно представить так: мимо >астицы радиусом Й движутся со средней скоростшо солги(>г> — г!) меньшие частицы. Г!роходя мимо большей частицы, онн лнффунлнру>от нз нее. Оценил! коэффнцнепт осаждения, считая для >рос>оп>, что г ( 77 Имеем, очсвид>ю, 4:т>7"->, ' уря г! )г' и (Л) на где / в лается формуло ! (11 7) з и(й) форму!ой (33 10) Подставляя значения этих велич>ш, имеем: (43, 1О) При Р 1, Рй — 1О, вв — 1О", )л> 1О ' — 1О ' еж величина Г, ра 1.
Таким образом, эта грубая оценка показывает, что благодаря весьма большому з>ачению турбулентной диффузии эффект искривления траекторий не имеет значения при оседании нз чзстп>шх размером ( 1О ' см. Физический смь>сл этого вывода весьма прост: интенсивное турбулеитцое движение сильней искажает линии тока.
чем влияние инерции мелких взвешеппых частиц. Поэтому при рассмотрении турбулентной коагуляции мы можем считать, что кажлая встреча, рассчитанная на основе прямолинейных траекторий, приводит к фактической встрече и коагуляцин частиц. ЛИТЕРЛТУРЛ 1. Б. В. Лерягин, Тгапв. Раг. Бос. 36, 730 (1940); Б. В. Лера гин н Л. д.
Ландау,?КЭТФ !5, 663 (1945); Б. В. де рагин н В. Г. Лев и ч, ДАН 98, 985 (19О4). 2. Н. А. Р с б н н д е Р, Предисловие к книге Клейтона >Эмульсии>, НЛ, 1950: В. Г. 71 е в н ч, >(ЛН СССР 103, 453 (1955). 3. Н. Л. Т о л с т о й, ДЛ)! СССР !(Ю, Ь93 (1955). 4. Л!. С и о а у х О в с к н н, Сб. Броуновское движение, ОНТИ, 1936. 5. 54. Л. Ле опто в н ч, Статистическая Фнзнкв, Гостслнздзт, Л!осквгь 1944, 6.
Сб>. АКоагуляпия коллоилов», ОНТИ, !936, стр. ББ 7. В. Г. Лев н ч, )(ЛН СССР 99, 809 (1954). 8. ЧЧ ! К в и 6 н. Г г з ч К е и Ь е г д е г, Рйузйс 7. 31, 204 (!930). 9. В. Г. Ле в н ч, ДЛН СССР 99 1041 (!954). 10. Н. Л. Ф у к с, Л!еханика в>розолей, Изд. ЛН СССР, !955. 11. И. В а и г и >О Р, СО. Физика образования Осадков, Ид, 1051, стр.
147. 12,!. 1 зпй>пн!г, К. В!обйс>>, Лгшу А!г Го!се, Тес!>О.йср.,)с 5Н8 (1946). 13..!. Уь Л е в н и, ВЛН СССР 91, !329 (1953!. 14. !'. ЗБ ! ! з т >>:! с О н, '!ЛН СССР !1' !00 (!" чт) !5. Г..1> ч б, !'нл! .Чп>>ч >,. Гост:лнлл>т, 1!'!К ГЛАВА М1 ПРОХОЖДЕНИЕ ТОКОВ ЧЕРЕЗ РАСТВОРЫ ЭЛЕКТРОЛИТОВ В 44. Квазиравновесное состояние электролитической ячейки Обсуждение механизма прохождения тока через растворы электролитов, строго говоря, лежит вне круга вопросов физнко-химической гидромеханики. Мы сочли, однако, полезным кратко остановиться на этих вопросах по следующим причинам: как будет ясно из дальнейшего, сидров>>намические факторы играют весьл>а существенную роль в процессе прохождения тока через раствор.
Кроме того, при рассмотрении вопроса об экспериментальной проверке изложенной выше теории нам в дальнейшем понадобится ряд электро- химических соотношений. Нужно также указать, что вопросы электролиза в жидкостях в последние годы в значительной мере выпали из поля зрения физиков. Принятая в электрохимической н физико-химической литературе форма изложения и терминология весьма непривычна для физиков. Илло>кение проводится обычно на конкретном химическом материале, что загромождает изложение деталями, не имеющил>и прямого отношения к существу процессов. Ниже мы сделаем попытку кратко изложить вопрос о прохождении тока через растворы электролитов в форме, более доступной для физиков.
Необходил>о подчеркнуть, что слолгность и разнообразие процессов, происходящих при электролизе, не дает возможности вести изложение в такой форме, которая охватывала бы все возможные случаи и процессы, происходящие на разнообразных электродах. Мы не буде>> стремиться к полноте изложения, но будем стараться вьщелнть глазные и наиболее важные стороны картины. В дальнейшем мы будем рассматривать систему из двух электродов, разделенных жидкостью с ионной проводимостью, которая мо>кет представлять водный или неводный раствор электролита илн расплав электролита. Такую систему, состоящую из двух электродов, соеднншшых жидкостным проводником, называют электролитической ячейкой (иногда ее назывзюг электролизером нли гальванической ванной).
з 44! квлалглвноягсног гостояннг. элг.ктголитнчгской ячг.йкн 237 Если через электрол>пическу>о ячейку нрогекаст алек> рнческнИ те>к, вызванный внецн>ей э, л. с., то говорят, что в ячейке происходит процесс электролиза. Целью дальнейшего нзг>о>ке~шя булет рассмотрение мсхашпма электролиза. Прежде всего, следует останови>ься на лзух вопросах, кзсающихся равновесия в электролнтнческой ячейке (1!. Раствор электролита как в о>сутстяне тока, так и при нрохождении тока в нервом нрнблн>кенни можно счнтзт>, электронейтральным.
Только непосредственно на поверхности раздела раствор — металл (или какая-либо другая фаза, в том шслс воздух) имеется весьма тонкий слой жидкости, в котором прсоблала>от ноны олного знака— иолонгитегн,иь>е нли отрицзтсльц»>с, я зависимости от знака заряда на поверхности металла (отрицател>,ного илн положительного) — так называемая нг>н>~ая часть двойного электрического слоя. )!омная час>ь мн>иного слоя пичем, кроме геометрической формы, ие отличается от дебаевского ионного облака и имеет эффективную толщину, равную лебзсвскому рзтиусу, >'.(войной слой играет существенную роль в некоторых случаях электролиза (см.
!> 47), а также и в других процессах, в частности я элек>рофоретических н электроканиллярцых явлениях (см. главу (Х). Однако для термодинамических вопросов, ко>орые булут рассматриваться в этом параграфе, свойства двойного слоя несущественны. Ионы, нахолящиеся в объеме раствора, мы булсм характеризовать нарцнальными химическими потенцизлзми рь где индекс ! обознзчзет сорт кона. Величина парциальных потенциалов ионов зависит не толы<о от состава раствора, ио также и от его электрического потенциала. Последнее утвержление требует пояснения; строго говоря, при'залацном составе раствора значения всех пярциальцых потенцизлов ионов, нахоляшнхся в растворе, точно опрслслены.
Олнако у>хе пренебрежимо малое изменение состава раствора может суи>ественцо влиять на имеющиеся в ячейке разности потенциалов. В этом смысле можно говорить об изменении разностей потенциалов в ячейке, не сонровожда>ощемся изменением сосгзяз рзстгора и цгй. Сформулируем условна равновесия на границе раздела металл — раствор. Рассмотрим, нрсжлс всего, раствор вида М~ Х, где М обозначает ионы металла(ка ~ноны), а Х вЂ” авионы раствора, в который потру>кец металл М.
Границу раздела мета.чл — раствор булем считать непроннцаслщй для ионов Х, но она всегда цроннцаема для ионов М'": нз границе раздела металл М вЂ” раствор происходят процессы рааряда ионов М с превращением их в зтомы, входшцис в кристаллическую решетку металла, и нерехол ионов металла из рсшсп<н в раствор. Таким образом, грзннца разлсла фзз служит мсмбрзцо>! '), прони>щекой >) >т>с»г>рпнои з термодинамике пл>ызягпя поверхность раздела фзз, процнцасмзя >ел ко для чзсгн >гомноке>нов, вхоляпгих з состав фзх прохо»кдв»н1в токов через растворы электролитов [гл.
ч> лля попов Л!' н непроницаемой лля ионов Л' . В сташюнарных условиях в системе, содержащей л>ембрану, устанавливается частичное равновесие по отношению к компоненту, прони><а>он»ему через мембрану, в данном случае по отношению к ионам М+. Условие терл>одинамического равновесия по отношению к ионам Л4+ может быть написано в виде где р и !»» — парциальные химические потенциалы частиц в металле и ионов в растворе.
Поскольку частицы, проходящие через границу металл — раствор, заряжены, на этой границе имеется электрическое поле, так что парциальные потенциалы могут быть представлены в виде =Я+ Рт~: р =р'> + Р'у ° где р>о> н >»>о> — парциальные потенциалы, которые имели бы нева- »Г и» ряженные частицы, у и у — электрические потенцизлы в соответи р ствующих фазах. л — вал4нтность ионов металла, Р— число Фарадея.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
