9. На какие участки можно разделить кривую вязкости псевдопластичной жидкости? Почему при низких и высоких скоростях сдвига она может вести себя как ньютоновская жидкость?

П ри низких скоростях сдвига псевдопластические жидкости ведут себя подобно ньютоновским жидкостям (область I). На этом участке сдвиг осуществляет-ся за счет флуктуационного процесса разрушения и последующего восстановления коагуляционных контактов или межмолекулярных связей. В области II наблюдается снижение вязкости и возрастание скорости сдвига. Происходит разрушение межмолекулярных связей и коагуляционных контактов между дисперсными частицами. В области III вязкость вновь не зависит от скорости сдвига. Достигнута полная ориентация макромолекул или частиц в системе. Напряжение сдвига значительно превосходит силы ММВ. Однако кривая вязкости в области III будет иметь такой вид только при ламинарном течении жидкости.

10. Как определяется и что характеризует энергия активации вязкого течения жидкости?

Величина энергии активации вязкого течения ∆W служит косвенной характеристикой прочности структуры в растворе. Для нахождения кажущейся энергии активации вязкого течения используются данные реологических измерений при постоянном напряжении сдвига при двух различных

температурах Т1 и Т2. Согласно теории вязкости жидкости Г. Панченкова энергия активации вязкого течения равна отношению теплоты испарения жидкости при заданной температуре HT (Дж/моль) к координационному числу Z: Изменение энергии активации вязкого течения при введении в жидкость различных добавок позволяет установить, обладают ли они структурирующей

способностью или приводят к ослаблению связей между молекулами.

Контрольные вопросы к лекции № 8

1. Из каких составляющих складывается термодинамическая работа образования ндс?

В общем случае термодинамическая работа (потенциал Гиббса) образования НДС равна: где ∆Gd – работа диспергирования, не связанная с изменением агрегатного состояния и химического состава;∆Gf – работа образования дисперсной частицы при изменении агрегатного состояния;∆Gh – работа образования дисперсной частицы при изменении химического состава дисперсной фазы.

2. Какие составляющие потенциала Гиббса характеризуют возможность образования зародышей новой фазы?

Уменьшение потенциала Гиббса свидетельствует о самопроизвольном протекании фазообразования. При образовании зародышей новой фазы изменение потенциала Гиббса может быть представлено в виде:

где ∆Gυ – объемная составляющая потенциала Гиббса, взятая со знаком минус, обуславливает уменьшение ∆G за счет перехода из менее устойчивой более устойчивую фазу;∆GS – поверхностная составляющая потенциала Гиббса, которая способствует увеличению ∆G.

3. От чего зависит объемная составляющая потенциала Гиббса?

Величина ∆Gυ определяется степенью метастабильности или разностью химических потенциалов в дисперсной фазе µγ и стабильной макрофазе µυ:

Величина −∆µ > 0 является движущей силой фазового перехода и выражается через соответствующие термодинамические параметры. При выделении твердой или жидкой фазы из пересыщенного раствора и пара величина движущей силы равна соответственно:

4. От чего зависит поверхностная составляющая потенциала Гиббса?

Составляющая ∆GS в уравнении (28) отвечает появлению избыточной поверхности при возникновении зародыша новой фазы: где ∆Sуд – изменение удельной поверхности частиц дисперсной фазы, м-1; σ – поверхностное натяжение на границе раздела фаз, Н/м. В общем случае работа возникновения единичной сферической частицы дисперсной фазы требует совершения работы: где Vm – мольный объем новой фазы.

5. От каких параметров зависит размер критического зародыша новой фазы?

Vm – мольный объем новой фазы. σ – поверхностное натяжение на границе раздела фаз, Н/м. ∆µ является движущей силой фазового перехода.

6. Как изменяется потенциал Гиббса в зависимости от радиуса зародыша дисперсной фазы?

з ависимость ∆G = f(r) имеет два экстремума – минимум и максимум, координаты которых определяются значением радиусов частиц зародышей. Зависимость потенциала Гиббса от радиуса частицы дисперсной фазы приведена на рис. 16.

7. В каких режимах может осуществляться рост зародышей новой фазы?

Рост зародышей новой фазы с радиусом больше критического может осуществляться в одном из двух крайних режимов – диффузионном и кинетическом. В диффузионном режиме скорость роста лимитируется скоростью диффузии молекул из объема маточной фазы к поверхности частицы.Под кинетическим понимают режим, при котором скорость роста лимитируется процессами на поверхности частицы.