Сила поверхностного натяжения.

На межфазной поверхности жидкости существует тонкий слой, в котором возникает напряжение, т.к. молекулы жидкости, находящиеся на поверхности, сильнее притягиваются молекулами внутренних слоев, чем молекулами другой фазы на межфазной поверхности. Действие сил поверхностного натяжения проявляется в стремлении жидкости уменьшить свою поверхность. На создание новой поверхности F необходимо затратить некоторую работу А. Величина работы А, которую нужно затратить для образования единицы новой поверхности жидкости при постоянной температуре, называется коэффициентом поверхностного натяжения:

(1.6)

Вследствие поверхностного натяжения на любой искривленной межфазной поверхности жидкости возникает давление. Величина этого давления определяется формулой Лапласа:

(1.7)

где R- радиус кривизны поверхности, при .

Массовые силы.

Массовые силы действуют на каждую частицу данного объема жидкости. К ним относятся: сила тяжести, центробежная сила, сила инерции и сила Кориолиса.

Сила тяжести: ,

Сила центробежная: ,

Сила инерции: ,

Сила Кориолиса:

m- масса,

g- ускорение силы тяжести.

- угловая скорость вращения,

ускорение.

r – радиус вращения.

относительная скорость.

2. Теоретические основы пхт.

2.1. Основы теории переноса.

2.1.1. Основные понятия.

Теоретическим фундаментом науки о процессах и аппаратах химической технологии являются следующие законы природы:

• законы сохранения массы, энергии и импульса;

• законы термодинамического равновесия;

• законы переноса массы, энергии и импульса;

• законы химической кинетики.

Множество всех материальных объектов условно разбивают на систему и окружающую среду. Система (целое, составленное из частей) – множество элементов, находящихся в отношениях и связях друг с другом, образующих определенную целостность, единство.

Система, полностью лишенная возможности взаимодействовать с окружающей средой, называется изолированной. Система, которая обменивается с окружающей средой веществом и энергией, называется открытой.

Все физические величины, используемые для количественной характеристики системы, называются ее свойствами (параметрами).

Свойства системы, являющиеся суммой соответствующих свойств подсистем, называются экстенсивными (или аддитивными). Это масса, энтропия, теплота, энергия, количество движения (импульс), объем, электрический заряд и.т.д.

Свойства системы, не являющиеся суммой соответствующих свойств подсистем, называются интенсивными (неаддитивными). Это температура, давление и химический потенциал.

Любой экстенсивный параметр системы является субстанцией.

Различают три фазы: твердую, жидкую и газообразную.

Каждая система по своему составу может быть либо гомогенной системой или фазой, либо гетерогенной системой.

Гомогенной фазой называется вещество, физические и химические свойства которого во всех частях его объема одинаковы. Составляющие гомогенной системы перемешаны на молекулярном уровне. Например, смеси газов, жидкие и твердые растворы.

Фаза имеет четкую границу раздела, называемую межфазной поверхностью, отделяющую ее от других фаз. На межфазной поверхности происходит скачкообразное изменение свойств системы. Гетерогенные системы состоят из нескольких фаз, каждая из которых отделена от другой фазы межфазной поверхностью.

Гетерогенные двухфазные системы, которые распространены в химической технологии, состоят из фазы, преобладающей в системе по объему, и называемой дисперсионной (сплошной) средой, и фазы, присутствующей в меньшем количестве и называемой дисперсной фазой.