Тусдаа термостаттай савыг ижил даралтын дор оруулна х хийнүүд байдаг АТэгээд IN, тоо хэмжээ болон мэнгэ хэмжээгээр авсан. Эдгээр савыг холбох үед хийн хольцын нэг төрлийн найрлага нь системийн бүх эзэлхүүнийг бий болгох хүртэл аяндаа хийн холилдох болно. Эх үүсвэрийн хий ба тэдгээрийн хольц нь идеал хийн төлөвийн тэгшитгэлд захирагдана гэж бид таамаглах болно. Дараа нь хийн нийт даралтыг тогтмол байлгахын зэрэгцээ х үүссэн хольц дахь хийн хэсэгчилсэн даралт тэнцүү байх болно

Идеал хий холилдох үед дулааны нөлөөлөл байхгүй тул хий ба термостатын хооронд дулааны солилцоо байхгүй бөгөөд системийн энтропийн өөрчлөлт нь систем доторх үйл явцын эргэлт буцалтгүй байдлаас бүрэн тодорхойлогдоно.

Энтропийн хүссэн өөрчлөлтийг олохын тулд тайлбарласан аяндаа үүсэх үйл явцыг системийн ижил анхны болон эцсийн төлөвүүдийн хоорондох сэтгэцийн тэнцвэрт шилжилттэй харьцуулах шаардлагатай.

Хийн тэнцвэрт байдлыг холихын тулд бид термостаттай ижил төстэй тусгай таамаглал бүхий төхөөрөмжийг ашиглан химостат гэж нэрлэдэг. . Энэ төхөөрөмж нь үрэлтгүй хөдөлгөөнт бүлүүрээр тоноглогдсон термостатик удирдлагатай цилиндрээс бүрдэнэ; цилиндрийн суурь дээр зөвхөн тухайн химийн бодисыг сонгон нэвчих чадвартай мембран байдаг; Сүүлийнх нь өөр саванд байрлах судлагдсан бодисын хольцоос химостат руу ачаалагдсан бие даасан бодисыг тусгаарладаг. Түүнд живсэн биеийн өгөгдсөн температурыг хадгалах, эсвэл тэнцвэрийн горимд халаах, хөргөх зориулалттай термостатаас ялгаатай нь химостатын тусламжтайгаар тэдгээр нь өгөгдсөн химийн потенциалын тодорхой утгыг хадгалах боломжийг олгодог. судалж буй бодисын холимог дахь бие даасан бодис, түүнчлэн тэнцвэрийн нийлүүлэлт, хольцоос бодисыг зайлуулах. Химийн потенциал би - химостат дахь химийн бүрэлдэхүүн хэсэг нь температураар тодорхойлогддог Тболон поршений даралт. Поршений даралтыг өөрчилснөөр сонгомол мембранаар өгөгдсөн бүрэлдэхүүн хэсгийн шилжилтийн чиглэлийг өөрчлөх боломжтой: хэрэв судалж буй хольц дахь бүрэлдэхүүн хэсгийн химийн боломж байгаа бол энэ бодисыг хольцод хэзээ нэмэх вэ , хэзээ – энэ нь хольцоос салгагдах бөгөөд химийн тэнцвэрт байдал нь химийн тэнцвэрт байдал ба хольцын хооронд хадгалагдах үед. Хольцын найрлага дахь бараг тэнцвэрийн өөрчлөлт нь мембраны хоёр тал дахь химийн потенциалын утгын маш бага ялгааны нөлөөн дор бодисыг мембранаар дамжуулж тархахтай тохирч байна.

Идеал хийн химийн потенциал нь энэ хий бие даасан төлөвт эсвэл бусад идеал хийтэй холилдсон эсэхээс үл хамааран энгийн харьцаагаар илэрхийлэгдэнэ. х биЭнэ нь цэвэр хийн даралт эсвэл хольц дахь хэсэгчилсэн даралт юм. Иймээс хамгийн тохиромжтой хий нь хагас нэвчдэг мембранаар дамжих үед хольц ба химостат хоорондын тэнцвэрт байдал нь химостат дахь даралт ба хольц дахь хийн хэсэгчилсэн даралтын тэнцүү байдлаар тодорхойлогддог.

Цагаан будаа. 2.3. Хемостат ашиглан хоёр хийн тэнцвэрт холилдох: а- системийн анхны төлөв; б- хийн изотерм тэлэлтийн дараах системийн төлөв байдал; В– мембранаар хий холилдсоны эцсийн төлөв; 1 - бие даасан хийн химостатууд А ба Б ; 2 - хагас нэвчүүлэх мембран; 3 - хийг тэнцвэртэй холих сав.

Идеал хийнүүдийн тэнцвэрт холимог АТэгээд Ббие даасан бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн хоёр химостатаас бүрдсэн термостат системд хийгдэнэ АТэгээд Б, гурав дахь хөлөг онгоцонд холбогдсон - үүссэн хольцын цуглуулга, химостат шиг тоноглогдсон, хөдлөх поршений (Зураг 2.3).

Эхний мөчид химостатууд бүрэлдэхүүн хэсгийн моль агуулсан байх ёстой Абүрэлдэхүүн хэсгийн моль Бижил дарамтанд х ; хольцын коллектор дахь поршений тэг байрлалд байна (поршений доорх хийн эзэлхүүн тэг). Холих үйл явц нь хоёр үе шаттайгаар явагддаг. Эхний шатанд бид хийн урвуу изотерм тэлэлт хийдэг АТэгээд Б; дарамт байхад А-аас багасгах х тогтоосон даралт ба даралт хүртэл Бүүний дагуу -аас х руу. Эхний болон хоёр дахь химостат дахь хийн эзэлхүүн нь -ээс, -ээс хүртэл өөрчлөгдөнө. Эхний химостат дахь тэлэх хийн хийсэн ажил тэнцүү байна ; хоёрдугаарт . Тиймээс эхний шатанд нийт ажлыг бидний таамагласан төхөөрөмжид гүйцэтгэдэг. Идеал хийн изотерм тэлэлтийн үед түүний дотоод энерги өөрчлөгддөггүй тул термостатаас дулааны эквивалент нийлүүлэлтийн улмаас энэ ажил хийгддэг. Тиймээс систем дэх энтропийн урвуу өөрчлөлт нь тэнцүү байх болно

Процессын хоёр дахь үе шатанд (өөрөө холих) бид химостатын хийнүүдийг сонгомол мембранаар гурван поршений синхрончлолын хөдөлгөөнөөр хольцын саванд шилжүүлдэг. Үүний зэрэгцээ поршений тус бүр дээр химостат ба коллекторын аль алинд нь тогтмол даралтыг хадгалдаг бөгөөд энэ нь мембранаар дамжин хийн тэнцвэрт шилжилтийг баталгаажуулдаг (илүү нарийвчлалтай, коллекторт даралт үүсдэг. арай бага х , мембранаар дамжин тархах тэгээс өөр хөдөлгөгч хүчийг хадгалах). Энэ тохиолдолд холих үйл явцын эргэлт буцалтгүй байдал нь бүх гурван поршений хөдөлгөөний чиглэлийг синхроноор өөрчлөх боломжийг олгодог бөгөөд энэ нь хольцыг бие даасан бүрэлдэхүүн хэсгүүдэд урвуу хуваахад хүргэдэг. Үйл ажиллагаа дууссаны дараа хольц нь эзлэхүүнийг эзлэх нь тодорхой байна.

Тохиромжтой хий холих тохиолдолд дулааны нөлөөлөл дагалддаггүй тул үйл ажиллагааны хоёр дахь шатанд бидний төхөөрөмж болон термостат хооронд дулааны солилцоо байхгүй болно. Иймээс энэ үе шатанд системийн энтропид өөрчлөлт ороогүй байна.

Хоёр дахь шат дахь хийнүүдийн хийсэн ажил тэгтэй тэнцүү гэдгийг шууд тооцооллоор баталгаажуулах нь ашигтай. Үнэн хэрэгтээ, химиостат дахь поршенуудыг хөдөлгөх ажил зарцуулагддаг бол хийн коллекторт ижил хэмжээний ажил хийгддэг. Эндээс.

Тиймээс хий холих үед энтропийн нийт өсөлтийг (2.9) илэрхийллээр тодорхойлно. Хэрэв холих тэнцвэрт хувилбарт энэ өсөлт нь дулааныг буцаан нийлүүлэх, түүнтэй тэнцэх хэмжээний ажил үйлдвэрлэхтэй холбоотой бол , дараа нь хийнүүдийг шууд (эргэшгүй) холих үед энтропийн ижил өсөлт нь систем дотор үүссэнээс болж үүсдэг; систем нь ямар ч ажил хийдэггүй.

(2.8) орлуулсны дараа илэрхийлэл (2.9) гэж дахин бичиж болно

. (2.10)

Энэ хамаарал нь илэрхий парадокс учраас термодинамикийн хичээлд заавал байр эзэлдэг. Энтропийн өөрчлөлтийн хувьд (хамгийн тохиромжтой хийг холих үед!) Юутай холилдох, ямар даралт, температурт холих нь хамаагүй гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй. Үндсэндээ бид энд албан бус гарал үүслийг өгдөг (2.10).

Дүгнэлтийг (2.10) ашигтай үр дагавраар нь нэмье. Бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн моль фракцуудыг танилцуулах ба , бид үүссэн хольцын 1 моль тутамд энтропийн өөрчлөлтийн илэрхийлэлийг олж авна.

. (2.11)

Энэ функцын хамгийн дээд хэмжээ нь хийн эквимоляр хольцод тохиолддог, 0.5.

Бодисын хольцыг салгах онолын үүднээс авч үзвэл бүрэлдэхүүн хэсгийн хангалттай олон тооны моль нэмэх үед энтропийн үйлдвэрлэлийн өөрчлөлтийг ажиглах нь сонирхолтой юм. Бнэг моль бүрэлдэхүүн хэсэг хүртэл А. Тохиргоо ба (2.10)-д бид олж авна

(2.12)-ыг гаргахдаа логарифмын функцийн математик дүрслэлийг ашигласан

.

Формула (2.12)-аас харахад хольцыг дараалан шингэлэх нь хольцын бүрэлдэхүүн хэсгийн моль тутамд энтропийн хязгааргүй өсөлт дагалддаг.

Формула (2.10) нь хязгаарлагдмал хэмжээний хийг холих үед энтропийн өсөлтийн интеграл утгыг өгнө. Дулаан дамжуулалтын томъёо (2.7)-тай төстэй нягт дифференциал илэрхийлэлд хүрэхийн тулд бид бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн холих загварыг өөрчилдөг (Зураг 2.4-ийг үз). Холих нь хоёр бүрэлдэхүүн хэсэг рүү нэвчдэг мембранаар эсвэл хольцоор дүүргэсэн судсыг тусгаарлах хангалттай нарийн хавхлагаар дамжин явагддаг гэж бид таамаглах болно. АТэгээд Бөөр өөр найрлагатай. Систем нь термостаттай бөгөөд поршений тусламжтайгаар хоёр саванд тогтмол даралтыг хадгалдаг х . Хязгаарлагдмал холих хурдтай үед сав тус бүрийн хольцын найрлагыг савны эзэлхүүнээр нэгэн төрлийн гэж үзэж болно. Тиймээс энэ систем нь сул дамжуулагч хуваалттай дулаан солилцооны системтэй төстэй юм.

Хий холих. Молекул ба молийн (турбулент) тархалт

Молекулын тархалт- нэг хийн молекулыг нөгөөд нэвчиж, төгс хольц үүсэхэд хүргэдэг үйл явц нь суурин хий болон ламинар урсгалд ажиглагддаг.

Молекулын диффузийн үед хий холилдох нь молекулуудын дулааны хөдөлгөөнөөр тодорхойлогддог. Хэдийгээр молекулуудын хөдөлгөөний хурд Вдунджаар маш том, чөлөөт замын урт / бага байна. Тиймээс молекулын тархалт нэлээд удаан явагддаг. Фикийн хуулийн дагуу нэг давхаргаас нөгөө давхаргад тархах хийн хэмжээ тэнцүү байна

молекулын тархалтын коэффициент хаана байна, м 2 / с; dC/dn -

сарних хийн концентрацийн градиент, кг/м4.

Температур нэмэгдэх тусам Дба тархалтын эрчим нэмэгдэнэ. Хэмжээ Д N.D-ийн өөрчилсөн Сазерландын томъёог ашиглан тодорхойлж болно. Косова:

Энд D)12 нь даралтаар нэг хий (1) нөгөө (2) хий рүү тархах коэффициент юм. p Qба температур 7o; Q ба C2 нь хольцын бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн Сазерландын коэффициент, K (метан C = 198, агаар - 119, азот - 107.0 2 - 138, C0 2 - 255); p 0, G 0 - физикийн хэвийн нөхцөлд даралт ба температурын утга (po = 1.01 10 5 Па; T 0= 273 К).

Ихэнхдээ молекулын тархалтын коэффициентийг тодорхойлоход ашигладаг Дэнгийн чадлын томьёог ашигладаг

Хаана n- эмпирик коэффициент

Олон бүрэлдэхүүн хэсэгтэй хольцын тархалтын коэффициентүүдийн хамаарал нь илүү төвөгтэй байдаг (х. 80-ыг үз).

Турбулент урсгалд тархалт, түүнчлэн дулаан дамжуулалт ба дотоод үрэлт нь хийн хязгаарлагдмал макроскоп массыг турбулент дамжуулалт, холихтой холбоотой байдаг - турбулент мэнгэ. Эдгээр мэнгэний хэмжээ, холихоос өмнөх хөдөлгөөний замууд нь эдгээр хэмжигдэхүүний утгын спектртэй байдаг. Эрвээхэйний хөдөлгөөн нь шинж чанараараа лугшилттай байдаг бөгөөд тэдний хөдөлгөөний хурд нь урсгалын дагуух импульсийн хурд юм. Бага Re тоогоор том хэмжээний импульс нь зөвхөн хол зайд мэдэгдэхүйц өөрчлөгддөг. Доод импульсийн хэмжүүр(турбулент) хурдны мэдэгдэхүйц өөрчлөлт гарах уртын дарааллыг ойлгодог. Том хэмжээний импульсийн давтамж бага байна.

Re ихсэх тусам том хэмжээний импульсийн зэрэгцээ өндөр давтамжийн жижиг хэмжээний импульс гарч ирдэг. Том хэмжээний импульсийн цар хүрээ нь системийн хэмжээсийг тодорхойлох дараалалтай байдаг (. Д, Би суваг эсвэл үнэгүй тийрэлтэт онгоц гэх мэт). Том хэмжээний импульс нь турбулент холих процессыг тодорхойлдог: дотоод үрэлт, тархалт, дулаан дамжуулалт. Жижиг хэмжээний импульс нь наалдамхай тархалтыг гүйцэтгэдэг. Том хэмжээний мэнгэний энергийг жижиг хэмжээтэй мэнгэ рүү шилжүүлж, түүгээр сарнидаг. Турбулент тархалтын үед холих нь молекулын тархалтын улмаас дуусдаг.

Хэмжээст бодол санаа, молекул дамжуулах үйл явцтай аналогийг ашиглан бид уг ойлголтыг танилцуулж байна турбулент дамжуулах коэффициент A T,турбулент урсгал дахь дотоод үрэлт, тархалт, дулаан дамжуулалтыг тодорхойлдог.

Хаана Г- үймээн самууны хэмжүүр, турбулент хөдөлгөөний урт

холимог хүртэл залбирах (аналог /); - язгуур дундаж квадрат

лугшилтын хурд.

Коэффицент А тнь мөн турбулент тархалтын коэффициент юм Д Ттурбулент дулааны тархалт а тболон зуурамтгай чанар (v T). Энэ нь хийн шинж чанараас хамаардаггүй бөгөөд турбулентийн шинж чанараар тодорхойлогддог.

(3.57)-г (3.56) орлуулснаар бид Прандтлийн томьёог олж авна

Харилцаа (3.58) нь турбулент урсгал дахь дамжуулалтын коэффициентийг тооцоолох боломжийг олгодог. Дамжуулах (тархалтын) процессыг тооцоолохын тулд та молекулын процессуудтай холбоотой харилцаа холбоог (тэгшитгэл) ашиглаж, тэдгээрийг орлуулж болно. Д, а, В D T дээр, ба т, vx. Турбулент ба молекулын тээвэрлэлтийн нөлөөг харьцуулах боломжтой бол нийт коэффициентийг нэвтрүүлнэ.

Техникийн олон тооны асуудлыг шийдэхийн тулд янз бүрийн хий (шингэн) эсвэл өөр өөр термодинамик төлөвт ижил хийн (шингэн) өөр өөр хэмжээтэй холих шаардлагатай байдаг. Нүүлгэн шилжүүлэх процессыг зохион байгуулахын тулд маш олон төрлийн холигч төхөөрөмж, төхөөрөмжийг боловсруулсан.

Холих процессын термодинамик шинжилгээнд гол үүрэг нь хольцын төлөв байдлын параметрүүдийг холих анхны бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн төлөв байдлын мэдэгдэж буй параметрүүдээс тодорхойлоход чиглэгддэг.

Энэ үйл явц ямар нөхцөлд явагдахаас хамаарч энэ асуудлыг шийдэх арга зам өөр байх болно. Бодит нөхцөлд үүссэн хий, шингэний хольцыг үүсгэх бүх аргыг гурван бүлэгт хувааж болно: 1) тогтмол эзэлхүүнтэй холих үйл явц; 2) урсгалд холих үйл явц; 3) эзэлхүүнийг дүүргэх үед холих.

Холих процессыг ихэвчлэн холих систем ба хүрээлэн буй орчны хооронд дулаан солилцоогүйгээр, өөрөөр хэлбэл адиабат байдлаар явагддаг гэж үздэг. Дулаан солилцооны үед холих нь хоёр үе шатанд хуваагдана: дулааны солилцоогүйгээр адиабат холих ба үүссэн хольц дахь дулааны солилцоо нь хүрээлэн буй орчинтой.

Дүгнэлтийг хялбарчлахын тулд хоёр бодит хийн холих аргыг авч үзье. Гурав ба түүнээс дээш хийн нэгэн зэрэг холилдохыг хоёр хийн тооцооллын томъёог ашиглан шинэ бүрэлдэхүүн хэсгийг дараалан нэмэх замаар олж болно.

Холих бүх тохиолдлууд нь хольцыг бүрэлдэхүүн хэсгүүдэд нь салгах нь зайлшгүй ажлын зардал шаарддаг тул эргэлт буцалтгүй процесс юм. Аливаа эргэлт буцалтгүй үйл явцын нэгэн адил холих явцад энтропи нэмэгддэг С c системүүд болон холбогдох гүйцэтгэлийн алдагдал (эксержи): Де = Т o.s. Св, хаана То.с – орчны температур.

Өөр өөр даралт, температуртай хийг холих үед холимог хий хоорондын эргэлт буцалтгүй дулаан солилцоо, тэдгээрийн даралтын зөрүүг ашиглаагүйгээс гүйцэтгэлийн нэмэлт алдагдал үүсдэг. Тиймээс холих явцад энтропийн өсөлт нь шинж чанараараа ялгаатай хий эсвэл шингэний бодит холилтын (тархалтын) үр дүнд болон холимог бодисын температур, даралтыг тэнцүүлэхтэй холбоотой юм.

Холих боломжтой аргуудыг авч үзье.

2.1. Тогтмол эзэлхүүнтэй холих үйл явц

Эзлэхүүнтэй дулаан тусгаарлагдсан савыг байг Вхуваалтаар хоёр тасалгаанд хуваагддаг бөгөөд тэдгээрийн нэг нь параметр бүхий хий (шингэн) агуулдаг х 1, u 1, Т 1 , У 1, нөгөөд - параметртэй өөр хий (шингэн). х 2, та 2, Т 2 , У 2, (Зураг 2.1).

Цагаан будаа. 2.1. Холих үйл явцын диаграм

тогтмол хэмжээгээр

Бид нэг тасалгааны хийн масс ба энэ тасалгааны эзэлхүүнийг тус тус тэмдэглэнэ м 1 ба В 1, нөгөө тасалгаанд - м 2 ба В 2. Хуваах хуваалтыг арилгахад хий бүр тархалтаар бүх эзэлхүүн рүү тархах бөгөөд хольцын үр дүнд үүссэн эзэлхүүн нь нийлбэртэй тэнцүү байх болно. В = В 1 + В 2. Холихын үр дүнд савны нийт эзэлхүүн дэх хийн даралт, температур, нягтыг тэгшитгэдэг. Холихын дараа хийн төлөвийн параметрүүдийн утгыг тэмдэглэе х, чи, Т, У.

Эрчим хүчийг хадгалах хуулийн дагуу үүссэн хийн хольц нь хий бүрийн дотоод энергийн нийлбэртэй тэнцүү дотоод энергитэй байх болно.

У = У 1 + У 2

м 1 у 1 + м 2 у 2 = (м 1 + м 2) у = му. (2.1)

Холисны дараа хийн тодорхой дотоод энергийг дараах байдлаар тодорхойлно.

. (2.2)

Үүний нэгэн адил, хольцын тодорхой эзэлхүүн нь тэнцүү байна:

. (2.3)

Холисны дараа хийн үлдсэн параметрүүдийн хувьд ( х, Т, С), дараа нь хий ба шингэний хувьд тэдгээрийг хольцын бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн параметрүүдийн утгуудаар ерөнхий хэлбэрээр аналитик байдлаар тооцоолох боломжгүй юм. Тэдгээрийг тодорхойлохын тулд та ашиглах хэрэгтэй У, u-диаграмм дээр изобар ба изотермийг дүрсэлсэн эсвэл У, Т- үүн дээр тэмдэглэсэн изохор ба изобар бүхий диаграм (ижил хий холих зориулалттай), эсвэл хий, шингэний термодинамик шинж чанарын хүснэгт. Холисны дараа хийн (2.2) ба (2.3) u хамаарлыг ашиглан тодорхойлсны дараа диаграмм эсвэл хүснэгтээс олж болно. х, Т, С.

Үнэ цэнэ х, ТТэгээд Схолилдсоны дараа хийг зөвхөн хамгийн тохиромжтой хийн хувьд холимог хэсгүүдийн төлөвийн параметрүүдийн мэдэгдэж буй утгуудаар шууд илэрхийлж болно. -аас температурын мужид эхний хийн дулааны багтаамжийн дундаж утгыг тэмдэглэе Т 1-ээс Тдамжуулан , болон температурын мужид өөр нэг хий Т 2 хүртэл Тдамжуулан
.

Үүнийг харгалзан үзвэл
;
;
(2.2) илэрхийллээс бид дараахь зүйлийг олж авна.

Т =
эсвэл Т =
, (2.4)

Хаана g 1 ба g 2 - хольцыг бүрдүүлдэг хамгийн тохиромжтой хийн массын хэсэг.

Идеал хийн төлөвийн тэгшитгэлээс дараах байдалтай байна.

м 1 = ;м 2 = .

Массын утгыг (2.4) орлуулсны дараа хийн хольцын температурыг илэрхийллээс олж болно.

Т =
. (2.5)

Бид хамгийн тохиромжтой хийн хольцын даралтыг хийн хольцын бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн хэсэгчилсэн даралтын нийлбэр гэж тодорхойлдог.
, хаана хэсэгчилсэн даралт Тэгээд Клапейроны тэгшитгэлийг ашиглан тодорхойлно.

Энтропийн өсөлт Сэргэлт буцалтгүй холилтын системүүд нь холилдсоны дараа холимогт орсон хий болон холихын өмнөх анхны бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн энтропийн нийлбэрийн зөрүүгээр олно.

С = С – (м 1 С 1 + м 2 С 2).

Хоёр хий холилдох үед хамгийн тохиромжтой хийн хольцын хувьд.

С в = м[(g 1 C х 1 + g 2 C х 2) ln Т – (g 1 Р 1 + g 2 Р 2) ln х]–

– [м 1 (C х 1 лн Т 1 – Р ln х 1) + м 2 (C х 2 лн Т 2 – Р ln х 2)]–

–м(Р 1 g 1 лн r 1 + Р 2 g 2 лн r 2),

Хаана r би– хольцыг бүрдүүлдэг хамгийн тохиромжтой хийн эзлэхүүний хэсэг;

Р– тэгшитгэлээр тодорхойлогдсон хольцын хийн тогтмол байдал:

Р = g 1 Р 1 + g 2 Р 2 .

Тогтмол эзэлхүүнтэй холих эксерги ба энергийн диаграммыг Зураг дээр үзүүлэв. 2.2.

Цагаан будаа. 2.2. Эксерги ба энергийн диаграмм

тогтмол хэмжээгээр холих:
– холих үед тусгай эксерги алдагдах

2. Өөр өөр температуртай хий ба уурыг холих.

Агаар манан ийм байдлаар үүсдэг. Ихэнх тохиолдолд манан нь шөнийн цагаар цэлмэг цаг агаарт, дэлхийн гадаргуу эрчимтэй дулаан ялгаруулж, маш их хөргөх үед үүсдэг. Дулаан, чийглэг агаар нь хөргөж буй дэлхийтэй эсвэл түүний гадаргуугийн ойролцоох хүйтэн агаартай холбогдож, дотор нь шингэн дуслууд үүсдэг. Дулаан, хүйтэн агаарын фронтууд холилдох үед ижил зүйл тохиолддог.

3. Уур агуулсан хийн хольцыг хөргөх.

Энэ тохиолдлыг ус буцалгасан данхны жишээгээр дүрсэлж болно. Усны уур нь гэрэл цацдаггүй тул үл үзэгдэх хошуунаас гардаг. Дараа нь усны уур хурдан хөргөж, доторх ус нь өтгөрдөг бөгөөд данхны амнаас хол зайд сүүн үүл - гэрэл цацах чадвараас болж харагдах манан харагдаж байна. Бид хүйтэн жавартай өдөр цонхоо нээхэд ижил төстэй үзэгдэл ажиглагддаг. Хайруулын тавганд тос буцалгах үед өрөөнд хий (газрын тосны аэрозоль) үүсэх үед илүү бат бөх аэрозол үүсдэг бөгөөд үүнийг зөвхөн өрөөг сайтар агааржуулах замаар арилгах боломжтой.

Үүнээс гадна дэгдэмхий бус бүтээгдэхүүн үүсэхэд хүргэдэг хийн урвалын үр дүнд конденсацийн аэрозоль үүсч болно.

· түлш шатаах үед утааны хий үүсдэг бөгөөд конденсаци нь шаталтын утаа үүсэхэд хүргэдэг;

· фосфорыг агаарт шатаах үед цагаан утаа үүсдэг (P 2 O 5);

· хийн NH 3 ба HC1-ийн харилцан үйлчлэл нь MH 4 C1 (sv) утаа үүсгэдэг;

· Төрөл бүрийн металлургийн болон химийн процесст явагддаг агаар дахь металлын исэлдэлт нь металлын ислийн хэсгүүдээс бүрдэх утаа дагалддаг.

ТАРХАХ АРГА

Хатуу болон шингэн биетүүдийг хийн орчинд нунтаглах (шүрших) болон агаарын урсгалын нөлөөн дор нунтаг бодисыг түдгэлзүүлсэн төлөвт шилжүүлэх явцад дисперс аэрозол үүсдэг.

Хатуу бодисыг шүрших нь хоёр үе шаттайгаар явагддаг.

нунтаглах, дараа нь шүрших. Бодисыг аэрозолийн төлөвт шилжүүлэх нь аэрозоль хэрэглэх үед хийгдэх ёстой, учир нь бусад тархсан системээс ялгаатай нь эмульс, суспенз, аэрозоль зэргийг урьдчилан бэлтгэх боломжгүй юм. Өрхийн нөхцөлд шингэн болон нунтаг аэрозоль авах бараг цорын ганц хэрэгсэл бол "аэрозолийн савлагаа" эсвэл "аэрозолийн сав" гэж нэрлэгддэг төхөөрөмж юм. Түүний доторх бодисыг даралтын дор савлаж, шингэрүүлсэн эсвэл шахсан хий ашиглан шүршинэ.

АЭРОЗОЛЫН ЕРӨНХИЙ ОНЦЛОГ

Аэрозолийн шинж чанарыг дараахь байдлаар тодорхойлно.

Тархсан фазын бодис ба тархалтын орчны шинж чанар;

Аэрозолийн хэсэгчилсэн ба массын концентраци;

Бөөмийн хэмжээ ба бөөмийн хэмжээ хуваарилалт;

Анхдагч (нэгүүлээгүй) бөөмсийн хэлбэр;

аэрозолийн бүтэц;

Бөөмийн цэнэг.

Бусад дисперсийн системүүдийн нэгэн адил аэрозолийн концентрацийг тодорхойлохын тулд массын концентраци ба тоон (хэсэгчилсэн) концентрацийг ашигладаг.

Массын концентраци нь хийн нэгж эзэлхүүн дэх бүх түдгэлзүүлсэн хэсгүүдийн масс юм.

Тоон концентраци нь аэрозолийн нэгж эзэлхүүн дэх тоосонцрын тоо юм. Аэрозоль үүсэх үед тоон концентраци хичнээн их байсан ч хэдхэн секундын дараа 10 3 ширхэг / см 3-аас хэтрэхгүй байна.

АЭРОЗОЛИЙН БӨӨСИЙН ХЭМЖЭЭ

Бөөмийн хамгийн бага хэмжээг нэгтгэх төлөвт байгаа бодисын боломжоор тодорхойлно. Тиймээс нэг молекул ус нь хий, шингэн, хатуу биеийг үүсгэж чадахгүй. Фаз үүсгэхийн тулд дор хаяж 20-30 молекулын дүүргэгч шаардлагатай. Хатуу эсвэл шингэний хамгийн жижиг хэсгүүд нь 110-3 микроноос бага хэмжээтэй байж болохгүй. Хийг тасралтгүй орчин гэж үзэхийн тулд бөөмийн хэмжээ нь хийн молекулуудын чөлөөт замаас хамаагүй том байх шаардлагатай. Бөөмийн хэмжээсийн дээд хязгаарыг нарийн тогтоогоогүй боловч 100 микроноос их хэмжээтэй тоосонцор нь агаарт удаан хугацаагаар байх чадваргүй байдаг.

АЭРОЗОЛЫН МОЛЕКУЛ-КИНЕТИК ШИНЖ

Аэрозольын молекул кинетик шинж чанарууд нь дараахь зүйлээс шалтгаална.

Тарсан фазын хэсгүүдийн бага концентраци - хэрэв 1 см 3 алтны гидрозол нь 10 16 ширхэгтэй бол ижил хэмжээний алтны аэрозол нь 10 7 ширхэгээс бага хэмжээтэй байна;

Тархалтын орчны бага зуурамтгай чанар - агаар, тиймээс бөөмсийн хөдөлгөөний үед үүсдэг үрэлтийн бага коэффициент (B);

Тархалтын орчны нягтрал бага тул ρ хэсэг » ρ хий.

Энэ бүхэн нь аэрозоль дахь хэсгүүдийн хөдөлгөөн нь лиозолоос хамаагүй илүү эрчимтэй явагддаг болохыг харуулж байна.

Аэрозоль нь хаалттай саванд (жишээлбэл, гадаад агаарын урсгалыг оруулаагүй) бөгөөд бөөмс нь r радиус, p нягттай бөмбөрцөг хэлбэртэй байх үед хамгийн энгийн тохиолдлыг авч үзье. Ийм бөөмс нь босоо доош чиглэсэн таталцлын хүч ба эсрэг чиглэлд үрэлтийн хүчээр нэгэн зэрэг үйлчилдэг. Үүнээс гадна бөөмс нь Брауны хөдөлгөөнд ордог бөгөөд үүний үр дагавар нь тархалт юм.

Аэрозоль дахь диффуз ба тунадасжилтын үйл явцыг тооцоолохын тулд та утгыг ашиглаж болно.

тусгай диффузын урсгал i ялгаа ба

тунадасжилтын тодорхой урсгал i sed. .

Аль урсгал давамгайлахыг мэдэхийн тулд тэдгээрийн харьцааг анхаарч үзээрэй.

Энэ илэрхийлэлд (p - p 0) » 0. Үүний үр дүнд фракцийн хэмжээг бөөмсийн хэмжээгээр тодорхойлно.

Хэрэв r > 1 μm бол i sed » i diff, өөрөөр хэлбэл тархалтыг үл тоомсорлож болно - хурдан тунадас үүсч, бөөмс нь савны ёроолд сууна.

Хэрэв r< 0,01 мкм, то i сед « i диф. В этом случае можно пренебречь седиментацией - идет интенсивная диффузия, в результате которой частицы достигают стенок сосуда и прилипают к ним. Если же частицы сталкиваются между собой, то они слипаются, что приводит к их укрупнению и уменьшению концентрации.

Тиймээс маш жижиг, маш том тоосонцор хоёулаа аэрозолоос хурдан алга болдог: эхнийх нь хананд наалдсан эсвэл наалдсанаас болж, хоёр дахь нь ёроолд суусны үр дүнд үүсдэг. Дунд зэргийн хэмжээтэй хэсгүүд нь хамгийн их тогтвортой байдалтай байдаг. Иймээс аэрозол үүсэх үед бөөмсийн тоон концентраци хичнээн их байсан ч хэдхэн секундын дараа 10 3 хэсэг/см 3-аас хэтрэхгүй байна.

АЭРОЗОЛЫН ЦАХИЛГААН ШИНЖ

Аэрозоль хэсгүүдийн цахилгаан шинж чанар нь лиозол дахь бөөмсийн цахилгаан шинж чанараас ихээхэн ялгаатай байдаг.

1. EDL нь аэрозолийн тоосонцор дээр үүсдэггүй, учир нь хийн орчны диэлектрик тогтмол багатай тул электролитийн диссоциаци бараг тохиолддоггүй.

2. Бөөмийн цэнэг нь сансар огторгуйн, хэт ягаан туяа, цацраг идэвхт туяагаар хий иончлогдсоны үр дүнд хийн үе шатанд үүссэн ионуудыг ялгахгүйгээр шингээж авснаас үүсдэг.

3. Бөөмийн цэнэг нь санамсаргүй шинж чанартай бөгөөд ижил шинж чанартай, ижил хэмжээтэй бөөмсийн хувьд хэмжээ болон тэмдгийн хувьд өөр байж болно.

4. Бөөмийн цэнэг цаг хугацааны явцад хэмжээ болон тэмдгээр өөрчлөгддөг.

5. Өвөрмөц шингээлт байхгүй үед бөөмсийн цэнэг нь маш бага бөгөөд ихэвчлэн энгийн цахилгаан цэнэгээс 10 дахин ихгүй байдаг.

6. Өвөрмөц шингээлт нь аэрозолын шинж чанар бөгөөд тэдгээрийн хэсгүүд нь туйлшрал ихтэй бодисоор үүсгэгддэг, учир нь энэ тохиолдолд молекулуудын гадаргуугийн чиг баримжаагаас шалтгаалан фазын гадаргуу дээр нэлээд том боломжит үсрэлт үүсдэг. Жишээлбэл, ус эсвэл цас аэрозолийн гадаргуугийн гадаргуу дээр 250 мВ-ын эерэг цахилгаан потенциал байдаг.

Практикаас харахад металлын аэрозоль ба тэдгээрийн ислийн хэсгүүд нь ихэвчлэн сөрөг цэнэг (Zn, ZnO, MgO, Fe 2 0 3), металл бус аэрозолийн хэсгүүд ба тэдгээрийн исэл (SiO 2, P 2 O) байдаг. 5) эерэг цэнэгтэй. NaCl ба цардуулын тоосонцор эерэг цэнэгтэй бол гурилын тоосонцор сөрөг цэнэгтэй.

НЭГДСЭН ТОГТВОРТОЙ БАЙДАЛ. Коагуляци

Бусад тархсан системээс ялгаатай нь аэрозолд бөөмсийн гадаргуу ба хийн орчин хооронд харилцан үйлчлэл байдаггүй бөгөөд энэ нь бөөмсийг хоорондоо наалдахаас сэргийлж, мөргөлдөх үед макроскоп биетүүдтэй наалдахаас сэргийлдэг хүч байхгүй гэсэн үг юм. Тиймээс аэрозолууд нь тогтворгүй систем юм. Тэдгээрийн коагуляци нь хурдан коагуляцийн төрлөөс хамааран явагддаг, өөрөөр хэлбэл бөөмсийн мөргөлдөх бүр нь хоорондоо наалдахад хүргэдэг.

Аэрозолийн тоон концентраци нэмэгдэхийн хэрээр коагуляцийн хурд хурдан нэмэгддэг.

Аэрозольын анхны концентрацаас үл хамааран хэдхэн минутын дараа 1 см 3 талбайд 10 8 -10 6 ширхэг байдаг (харьцуулбал лиозолд ~ 10 15 ширхэг байдаг). Тиймээс бид маш их шингэрүүлсэн системтэй харьцаж байна.

АЭРОЗОЛИЙГ УСТГАХ АРГА

Аэрозоль нь тогтворгүй байдаг хэдий ч тэдгээрийг устгах асуудал маш хурцаар тавигдаж байна. Шийдэл нь аэрозолыг устгахыг шаарддаг гол асуудлууд:

Агаар мандлын агаарыг үйлдвэрлэлийн аэрозолоос цэвэрлэх;

Үйлдвэрийн утаанаас үнэ цэнэтэй бүтээгдэхүүнийг авах;

Үүл, мананг зохиомлоор цацах буюу тараах.

Аэрозольыг устгадаг

· Агаарын урсгалын нөлөөн дор эсвэл ижил нэртэй бөөмсийн цэнэгийн улмаас тархах;

· тунадасжилт;

· хөлөг онгоцны хананд тархах;

· коагуляци;

· тархсан фазын хэсгүүдийн ууршилт (дэгдэмхий бодисын аэрозолийн хувьд).

Цэвэрлэх байгууламжийн хамгийн эртний нь яндан юм. Нарны гэрлийн нөлөөн дор, янз бүрийн урвалын үр дүнд агаар мандлын газрын давхаргад нэвтэрч буй зарим химийн нэгдлүүд нь бага аюултай бодис болж хувирдаг тул тэд хортой аэрозолийг агаар мандалд аль болох ихээр гаргахыг хичээдэг (Норильскийн уурхайд) ба Төмөрлөгийн комбинат, жишээлбэл, гурван сувагтай хоолой нь 420 м өндөртэй).

Гэвч аж үйлдвэрийн үйлдвэрлэлийн орчин үеийн төвлөрөл нь утааны ялгаруулалтыг урьдчилан цэвэрлэхийг шаарддаг. Аэрозольыг устгах олон аргыг боловсруулсан боловч тэдгээрийн аль нэг нь хоёр үе шатаас бүрдэнэ.

эхнийх нь тархсан тоосонцорыг барьж авах, тэдгээрийг хийнээс салгах,

хоёр дахь нь тоосонцорыг хийн орчинд дахин оруулахаас урьдчилан сэргийлэх, энэ нь баригдсан тоосонцорыг наалдуулах, тэдгээрээс удаан эдэлгээтэй тунадас үүсэхтэй холбоотой юм.

АЭРОЗОЛИЙН ЦИЛИНДР

Аэрозоль савны ажиллах зарчим нь савлагаанд байрлуулсан эмийг нүүлгэн шилжүүлэх шингэнтэй холих явдал бөгөөд савлагаатай ажиллах температурын хязгаарт ханасан уурын даралт нь агаар мандлынхаас өндөр байдаг.

Шингэн дээрх ханасан уурын даралтын нөлөөн дор хольц нь цилиндрээс гардаг.

Аливаа тогтвортой бодисын ханасан уурын даралтыг зөвхөн температураар тодорхойлдог бөгөөд эзэлхүүнээс хамаардаггүй гэдгийг мэддэг. Тиймээс цилиндрийг бүхэлд нь ажиллуулах явцад түүний доторх даралт тогтмол хэвээр байх тул бөөмсийн нислэгийн хүрээ ба шүршигч конусын өнцөг бараг тогтмол хэвээр байх болно.

Шүршсэн бодисыг нүүлгэн шилжүүлэх шингэнтэй харилцан үйлчлэх шинж чанар, түүний нэгтгэх төлөв байдлаас хамааран аэрозолийн савлагаа дахь системүүд нь өөр өөр фазуудаас бүрдэнэ. Бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн харилцан уусах чадварын хувьд нэгэн төрлийн шингэний уусмал, бусад тохиолдолд эмульс эсвэл суспенз, эцэст нь эм ба нүүлгэн шилжүүлэгч шингэн нь макроскопийн хувьд гетероген систем үүсгэх үед нэг төрлийн систем үүсдэг. Мэдээжийн хэрэг, эхний тохиолдолд аэрозолийн багц нь хоёр фазын систем - шингэн ба ханасан уурыг агуулдаг. Эмульс эсвэл суспензийг агаар мандалд гаргахад зөвхөн тархалтын орчин нь бутлагдана - үүссэн хэсгүүд нь хамгийн сайндаа шингэний үе шатанд байсан хэмжээтэй байх болно.

Мансууруулах бодис болон нүүлгэн шилжүүлэх шингэн нь хоорондоо хязгаарлагдмал хэмжээгээр холилдохгүй, холилдохгүй байх үед шингэний аль нэг нь нөгөөд нь жижиг дусал хэлбэрээр тархсан үед эмульс үүсдэг.

Бүтээгдэхүүн нь савлагаанаас агаар мандалд гарах үед үүсэх системийн шинж чанар нь шингэний аль нь тархсан фазаас хамаарна. Хэрэв тархсан үе шат нь эм юм бол аэрозол үүсдэг. Хэрэв тархсан фаз нь нүүлгэн шилжүүлэх шингэн байвал хөөс авна. Аэрозоль лааз ашиглан олж авсан тоосонцрын хэмжээ нь бэлдмэлд багтсан бодисын физик-химийн шинж чанар, бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн харьцаа, лаазны дизайны онцлог, түүний ажиллах температурын нөхцлөөс хамаарна.

Тархалтын зэргийг тохируулж болно: “гаралтын хэмжээг өөрчлөх замаар;

Нүүлгэн шилжүүлэх шингэний ханасан уурын даралтыг өөрчлөх замаар;

Эмийн болон нүүлгэн шилжүүлэх бодисын тоон харьцааг өөрчлөх замаар.

БОДИС НИЙТЛЭХ

Хамгийн чухал туслах бүрэлдэхүүн хэсэг бол мансууруулах бодисыг агаар мандалд гаргах, дараа нь тараахыг баталгаажуулдаг бодис юм. Эдгээр бодисыг түлш (Латин "pro-peilere" - жолоодох) гэж нэрлэдэг. Түлш нь хоёр үүргийг гүйцэтгэх ёстой:

Мансууруулах бодисыг суллахад шаардлагатай даралтыг бий болгох;

Агаар мандалд гарсан бүтээгдэхүүнийг тараана. Фреон болон шахсан хий нь түлшний түлш болгон ашиглагддаг. Фреонууд нь алифатик цувралын бага молекул жинтэй органик фторын нэгдлүүд юм.

Фреонуудын тэмдэглэгээний дараах системийг баталсан: сүүлчийн орон (нэгжийн тоо) нь молекул дахь фторын атомын тоог, өмнөх орон (аравтын тоо) нь устөрөгчийн атомын тоог нэгээр, гурав дахь цифр нь устөрөгчийн атомын тоог илэрхийлнэ. (зуу зуун) гэдэг нь нүүрстөрөгчийн атомын тоо нэгээр буурсан гэсэн үг. Жишээ нь: F-22 нь CHC1F 2, F-114 нь C 2 C1 2 F 4.

Цикл бүтэцтэй молекулуудаас бүрдэх бодисууд нь мөн тоон тэмдэглэгээтэй байдаг боловч "C" үсэг нь тоонуудын өмнө байрладаг, жишээлбэл: C318 - C 4 F 8 (октафторциклобутан).

N2, N2O, CO2 гэх мэтийг шахсан хий болгон ашигладаг.

АЭРОЗОЛИЙН САВАЛДААНЫ ДАВУУ ТАЛУУД

1. Мансууруулах бодисыг нарийн тархсан төлөвт шилжүүлэх нь шингэрүүлсэн түлшний боломжит энергийн улмаас үүсдэг бөгөөд ямар нэгэн гадны төхөөрөмж ашиглах шаардлагагүй.

2. Аэрозоль үүсгэхийн тулд хавсралт шаардлагагүй.

3. Нэгж цаг хугацааны дотор их хэмжээний бодис сарниж жижиг тоосонцор үүсгэх боломжтой - хэрэв өөр аргыг хэрэглэсэн бол илүү их энерги шаардагдах болно.

4. Мананжуулах горим тогтвортой байна: үүссэн хэсгүүдийн хэмжээ, тэдгээрийн нислэгийн хүрээ, конусын оройн өнцөг нь ашиглалтын бүх хугацаанд бага зэрэг өөрчлөгддөг.

5. Та цацсан бодисын тунг урьдчилан тогтоож болно.

6. Та бөөмийн хэмжээг тохируулж болно.

7. Аэрозолийн полидисперсийн зэрэг бага байна.

8. Бүх хэсгүүд ижил химийн найрлагатай.

9. Шүршсэн эмийн үргүйдэл хангагдана.

10. Багц дахь эм нь агаарын хүчилтөрөгчтэй харьцдаггүй бөгөөд энэ нь түүний тогтвортой байдлыг хангадаг.

11. Автоматаар хаагдах хавхлага нь бүтээгдэхүүний ашиглагдаагүй хэсгийг асгах, ууршуулах зэргээс болж алдагдах боломжийг арилгадаг.

12. Сав баглаа боодол нь хэзээд хэрэглэхэд бэлэн байна.

13. Сав баглаа боодол нь авсаархан. Ганцаарчилсан болон хамтын хэрэглээг зөвшөөрдөг.

Анхны аэрозолийн багцууд 80-аад онд гарч ирэв. XX зуун Европт. Дэлхийн 2-р дайны үед АНУ тэдний хөгжлийн санаачлагыг гартаа авчээ. 1941 онд аэрозолийн сав баглаа боодол бүтээгдсэн - шилэн саванд савласан шавьж устгах бодис. Түлш нь Фреон-12 байв.

Аж үйлдвэрийн хэмжээнд үйлдвэрлэл Дэлхийн 2-р дайны дараа АНУ-д, дараа нь дэлхийн бусад орнуудад эхэлсэн.

АЭРОЗОЛЫН ПРАКТИК ХЭРЭГЛЭЭ

Аэрозолийн өргөн хэрэглээ нь өндөр үр ашигтай байдагтай холбоотой юм. Бодисын гадаргуугийн өсөлт нь түүний идэвхжил нэмэгддэг гэдгийг мэддэг. Аэрозоль хэлбэрээр цацсан бага хэмжээний бодис нь их хэмжээний эзэлхүүнийг эзэлдэг бөгөөд өндөр урвалд ордог. Энэ нь бусад тархсан системээс аэрозолийн давуу тал юм.

Аэрозольыг дараахь байдлаар ашигладаг.

Технологийн янз бүрийн салбарт, тэр дундаа цэрэг, сансар огторгуйд;

Хөдөө аж ахуйд; “Эрүүл мэндийн салбарт;

Цаг уурын чиглэлээр; өдөр тутмын амьдралд гэх мэт.

Сүүлийн үед эмийн практикт аэрозоль хэлбэрээр тунгийн хэлбэрийг бэлтгэх нь өргөн хэрэглэгдэж байна. Эмийн бодисыг аэрозоль хэлбэрээр хэрэглэх нь том гадаргуу дээр (амьсгалын замын цочмог өвчин, түлэгдэлт гэх мэт) хэрэглэх шаардлагатай тохиолдолд тохиромжтой байдаг. Шингэн хальс үүсгэгч бодис агуулсан тунгийн хэлбэр нь маш сайн нөлөө үзүүлдэг. Энэ эмийг нөлөөлөлд өртсөн хэсэгт шүрших үед боолтыг орлуулсан нимгэн, тунгалаг хальсаар хучигдсан байдаг.

Аэрозолийн савлагааны хэрэглээний талаар илүү дэлгэрэнгүй авч үзье.

Одоогийн байдлаар аэрозолийн савлагаанд 300 гаруй нэр төрлийн бүтээгдэхүүн байдаг.

Эхний бүлэг: гэр ахуйн химийн бодис.

Шавьж устгах бодис бол шавьж устгах бэлтгэл юм.

Эрвээхийн эсрэг бүтээгдэхүүн.

Гэрийн тэжээвэр амьтдыг эмчлэхэд зориулсан шавьж устгах бодис.

Тасалгааны ургамал, жимс, жимсгэний ургацыг мөөгөнцрийн өвчин, хортон шавьжаас хамгаалах хэрэгсэл.

Лак, будаг.

Агаар цэвэршүүлэгч.

c Өнгөлгөөний болон цэвэрлэгээний нэгдлүүд.

Хоёрдугаар бүлэг:

Үнэртэй ус, гоо сайхны бүтээгдэхүүн. “Үс арчилгааны бүтээгдэхүүн (шүршигч, шампунь гэх мэт).

Сахлын хөөс, гель.

Гар, хөлөнд зориулсан тос.

Арьс ширний эсрэг ба эсрэг тос.

Дезодорант.

Үнэртэй ус, одеколон, жорлонгийн ус.

Гурав дахь бүлэг: эмнэлгийн аэрозол.

Дөрөвдүгээр бүлэг: техникийн аэрозол.

Тосолгооны тос.

Зэврэлтээс хамгаалах бүрээс.

Хамгаалалтын хальс. "Хуурай тосолгооны материал.

Өрөмдлөгийн машин дээр таслагчийг хөргөх эмульс.

Тавдугаар бүлэг: хүнсний аэрозол.

ХҮНСНИЙ АЭРОЗОЛ

Анхны хүнсний сав 1947 онд АНУ-д гарч ирсэн. Тэдгээр нь бялуу, нарийн боовыг дуусгахад зориулсан тос агуулсан бөгөөд зөвхөн ресторанд хэрэглэдэг байсан тул дахин дүүргэх зорилгоор буцааж өгдөг байв. Энэ төрлийн аэрозолийн сав баглаа боодлын масс үйлдвэрлэл зөвхөн 1958 онд эхэлсэн.

Аэрозоль хүнсний савлагааг гурван үндсэн бүлэгт хувааж болно.

бага температурт хадгалах шаардлагатай багц;

дараагийн дулааны боловсруулалт бүхий савлагаа;

дараагийн дулааны боловсруулалтгүйгээр савлагаа.

Аэрозоль савлагаатай гурван төрлийн хүнсний бүтээгдэхүүн үйлдвэрлэдэг: тос, шингэн, оо. Аэрозолийн багцад та салатны амтлагч, боловсруулсан бяслаг, жүүс, шанцай, майонез, улаан лоолийн шүүс, 30% ташуурдуулж тос гэх мэтийг худалдан авч болно.

Хүнсний аэрозолийн үйлдвэрлэлийн өсөлт нь дараахь шалтгаанаас үүдэлтэй.

ердийн савлагааны төрлөөс давуу тал;

шинэ түлш боловсруулах;

дүүргэх технологийг сайжруулах.

Аэрозоль хүнсний савлагааны давуу талууд:

хэрэглэхэд хялбар;

цаг хэмнэх;

хоол хүнсийг бэлэн байдалд савлаж, багцаас жигд хэлбэрээр гаргадаг;

бүтээгдэхүүн гоожихгүй байх;

чийг алдагдахгүй, савлагаа руу нэвчдэггүй;

үнэр алдагдахгүй;

бүтээгдэхүүнийг ариутгасан байлгана.

Хүнсний аэрозолийн найрлагад дараахь шаардлагыг тавина.

1. Түлш нь өндөр цэвэршилттэй, хоргүй, амтгүй, үнэргүй байх ёстой. Одоогоор нүүрстөрөгчийн давхар исэл, азотын исэл, азот, аргон, С318 фреоныг ашиглаж байна.

2. Усан уусмалд уусах чадвар нь маш хязгаарлагдмал шахсан хий нь хөөс үүсэхэд оролцох боломжгүй бөгөөд энэ нь цөцгий, гоёл чимэглэлийн тос, мусс зэрэгт зайлшгүй шаардлагатай. Эдгээр бүтээгдэхүүнтэй хамт C318 фреоныг хэрэглэх нь зүйтэй. хамаагүй илүү үнэтэй байдаг.

Хүснэгт 18.4 Төрөл бүрийн хүнсний аэрозолийн нэгдлүүдийн жишээ

3. Фреоныг ашиглах нь өөр нэг давуу талыг бий болгодог: шингэрүүлсэн хий нь харьцангуй бага эзэлхүүнийг эзэлдэг бол жингийн 10% -иас ихгүй хэмжээгээр хөөс хэлбэрээр ялгардаг бүтээгдэхүүний найрлагад нэвтрүүлдэг. Энэ нь цилиндрт илүү их бүтээгдэхүүн ачих боломжийг олгодог - цилиндрийн багтаамжийн 90% (шахсан хийтэй савлагаанд ердөө 50%) бөгөөд бүтээгдэхүүнийг багцаас бүрэн гаргах баталгаа болдог.

4. Түлшийг сонгохдоо хүнсний бүтээгдэхүүний төрөл, хүргэх зориулалт (цөцгий, шингэн, зуурмаг) зэргээс шалтгаална. CO2 болон өндөр цэвэршилттэй азотын ислийн холимог нь өөрсдийгөө сайн баталсан. Хөөс авахын тулд C318 фреоныг азотын исэлтэй холино. Энэхүү хольцоор савласан бялууг дуусгах тос нь өнгийг сайн хадгалдаг тогтвортой хөөс үүсгэдэг. Сиропын хувьд CO2 нь хамгийн тохиромжтой түлш гэж тооцогддог.

Цилиндрээс агуулгыг гаргах чанар нь дараахь хүчин зүйлээс хамаарна.

Бүтээгдэхүүн бэлтгэх технологи;

Тогтворжуулагч (микрокристалл целлюлозыг өргөн хэрэглэдэг);

Цилиндр ба хавхлагыг зөв сонгох.

Шанцай болон нимбэгний шүүсний хувьд хяналттай шүршигч толгойг бүтээсэн бөгөөд энэ нь бүтээгдэхүүнийг дуслаар эсвэл хүссэнээр нь цутгах боломжтой. Хиймэл амтлагчийн хувьд тунг тохируулах хавхлагыг ашигладаг бөгөөд тэдгээрийн нэг тун нь нэг ширхэг зүссэн элсэн чихэртэй тохирч байна.

АЭРОЗОЛЫН ТЭЭВР

Пневматик тээврийг гурил нунтаглах, үр тариа, тэжээлийн тээрэмдэх үйлдвэрүүдэд өргөнөөр ашиглаж байгаа нь автоматжуулалтыг нэвтрүүлэх, хөдөлмөрийн бүтээмжийг нэмэгдүүлэх, зардлыг бууруулах нөхцөлийг бүрдүүлдэг. Гэсэн хэдий ч пневматик тээврийн хэрэгслийг ашиглах нь их хэмжээний агаарыг (1 кг агаар 5-6 кг задгай материалыг хөдөлгөдөг) шилжүүлэхэд ихээхэн хэмжээний цахилгаан зарцуулдагтай холбоотой юм.

Илүү дэвшилтэт зүйл бол аэрозолийн тээвэрлэлт бөгөөд тээвэрлэлтийн эхэн үед гурилын агааржуулалт, агаарын өндөр даралтаас болж агаарын урсгалд их хэмжээний материалын концентрацийг олж авдаг. Агааржуулалт нь гурилын хэсгүүдийн хоорондох наалдацыг эвдэж, шингэн шиг шингэн шинж чанарыг олж авдаг бөгөөд үүний үр дүнд 1 кг агаар 200 кг гурил хүртэл хөдөлдөг.

Аэрозоль тээвэрлэх суурилуулалт нь тэжээгч, супер цэнэглэгч, материал дамжуулах хоолой, буулгагчаас бүрдэнэ. Үндсэн элемент нь тэжээгч бөгөөд агаар нь материалтай холилдож, анхны хурдыг хольцод өгдөг бөгөөд энэ нь материал дамжуулах хоолойд нийлүүлэх боломжийг олгодог.

Аэрозоль тээвэрлэлтийг нэвтрүүлснээр тээрмийн бүтээмжийг нэмэгдүүлэх, эрчим хүчний тодорхой зарцуулалтыг бууруулах боломжтой болж байна.

Аэрозолийн тээвэр нь зөвхөн гурил тээрэмдэх төдийгүй задгай материал, нунтаг ашиглахтай холбоотой бусад салбаруудад ирээдүйтэй.

Аэрозоль нь хатуу тоосонцор эсвэл шингэний дуслууд нь хийд (T/G эсвэл L/G) тогтдог микрогетероген систем юм.

Тархсан фазын нийт төлөвийн дагуу аэрозолыг дараахь байдлаар хуваана: манан (L/G); утаа, тоос (T/G); утаа [(F+T)/G)].

Тархалтын дагуу аэрозолыг манан, утаа, тоос гэж хуваадаг.

Бусад микрогетероген системүүдийн нэгэн адил аэрозолыг жинхэнэ уусмалаас (конденсацийн арга) эсвэл бүдүүн дисперс системээс (тархалтын арга) гаргаж авч болно.

Манан дахь усны дусал үргэлж бөмбөрцөг хэлбэртэй байдаг бол хатуу утааны тоосонцор нь гарал үүслээсээ хамааран өөр өөр хэлбэртэй байж болно.

Тархсан фазын тоосонцор маш жижиг хэмжээтэй тул тэдгээр нь шингээлт, шаталт болон бусад химийн урвалууд идэвхтэй явагдах хөгжсөн гадаргуутай байдаг.

Аэрозольын молекул-кинетик шинж чанарыг дараахь байдлаар тодорхойлно.

тархсан фазын хэсгүүдийн бага концентраци; тархалтын орчны бага зуурамтгай чанар; тархалтын орчны бага нягтрал.

Тархсан фазын хэсгүүдийн хэмжээнээс хамааран тэдгээр нь хурдан тунадаг (r<1 μm-д), эсвэл савны хананд наалддаг эсвэл хоорондоо наалддаг (r<0.01 мкм-д). Дунд зэргийн хэмжээтэй хэсгүүд нь хамгийн тогтвортой байдалтай байдаг.

Аэрозоль нь термофорез, термоприципиац, фотофорез зэрэг үзэгдлүүдээр тодорхойлогддог.

Аэрозолийн оптик шинж чанар нь лиозолын шинж чанартай төстэй боловч сарнисан фаз ба тархалтын орчны хугарлын илтгэлцүүрүүдийн ялгаа их байдаг тул тэдгээрийн гэрлийн сарнилт нь илүү тод илэрдэг.

Аэрозольуудын цахилгаан шинж чанаруудын онцлог нь бөөмс дээр EDL үүсдэггүй, бөөмсийн цэнэг санамсаргүй, бага хэмжээтэй байдаг; Бөөмүүд бие биендээ ойртох үед электростатик түлхэлт үүсэхгүй бөгөөд хурдан коагуляци үүсдэг.

Аэрозольыг устгах нь чухал асуудал бөгөөд тунадасжуулах, коагуляци хийх, тоос цуглуулах болон бусад аргуудаар хийгддэг.

Нунтаг нь тархсан фаз нь хатуу хэсгүүд, тархалтын орчин нь агаар эсвэл бусад хий байдаг өндөр төвлөрсөн дисперс систем юм. Тэмдэг: T/G.

Нунтаг хэлбэрээр тархсан фазын хэсгүүд хоорондоо харьцдаг. Уламжлал ёсоор ихэнх задгай материалыг нунтаг гэж ангилдаг боловч нарийн утгаараа "нунтаг" гэсэн нэр томъёог бөөмс хоорондын харилцан үйлчлэлийн хүч нь масстай тохирч байх тодорхой эгзэгтэй утгаас бага хэмжээний бөөмийн хэмжээ ихтэй тархсан системд хэрэглэгддэг. хэсгүүдийн. Хамгийн түгээмэл нь 1-100 микрон хэмжээтэй ширхэгийн хэмжээтэй нунтаг юм. Ийм нунтагуудын гадаргуугийн өвөрмөц гадаргуу нь хэд хэдэн м11.09.2011 (төө тортог) -аас м2/г (нарийн элс) хүртэл хэлбэлздэг.

Нунтаг нь хатуу дисперс фазтай (мөн T/G) аэрозолоос хатуу хэсгүүдийн илүү өндөр концентрациар ялгаатай байдаг. Нунтаг нь тунадасжих явцад хатуу тархсан фаз бүхий аэрозолоос гаргаж авдаг. Мөн суспенз (S/L) нь хатах үед нунтаг болж хувирдаг. Нөгөө талаас, нунтагаас аэрозол ба суспензийг хоёуланг нь авч болно.

НУНТАГЫН АНГИЛАЛ

1. Бөөмийн хэлбэрийн дагуу:

Тэнцвэртэй (гурван тэнхлэгийн дагуу ойролцоогоор ижил хэмжээтэй);

Шилэн (бөөмийн урт нь өргөн, зузаанаас хамаагүй их);

Хавтгай (урт ба өргөн нь зузаанаас хамаагүй их).

2. Бөөм хоорондын харилцан үйлчлэлийн дагуу:

Холболтоор тархсан (бөөмсүүд хоорондоо холбогддог, өөрөөр хэлбэл систем нь зарим бүтэцтэй байдаг);

Чөлөөт тархсан (зөвхөн хэсгүүдийн хоорондох үрэлтийн улмаас зүслэгийн эсэргүүцэл үүсдэг).

3. Тархсан фазын ширхэгийн хэмжээгээр ангилах:

Элс (2≤10 -5 ≤ d ≤ 2∙10 -3) м;

Тоос (2∙10 -6 ≤ d ≤ 2∙10 -5) м;

Нунтаг (d< 2∙10 -6) м.

НУНТАГ АВАХ АРГА

Бусад тархсан системийн нэгэн адил нунтагыг хоёр бүлгийн аргаар олж авч болно.

Бүдүүн системийн талаас - дисперсийн аргаар;

Жинхэнэ шийдлийн талаас - конденсацийн аргаар.

Аргын сонголт нь материалын шинж чанар, нунтаг зорилго, эдийн засгийн хүчин зүйлээс хамаарна.

ТАРХАХ АРГА

Түүхий эдийг бул, бөмбөлөг, чичиргээт эсвэл коллоид тээрэмд буталж, дараа нь фракц болгон хуваадаг, учир нь нунтаглалтын үр дүнд полидисперс нунтаг (жишээлбэл, ижил төрлийн гурил 5-аас 60 микрон хэмжээтэй тоосонцор агуулж болно) .

Маш их төвлөрсөн суспензийг нунтаглах замаар үр дүнтэй тархалтад хүрч болно.

Тархалтыг хөнгөвчлөхийн тулд гадаргуугийн идэвхт бодис болох хатуулаг бууруулагчийг ашигладаг. Туйлшралыг тэгшитгэх дүрмийн дагуу газрын хатуу гадаргуу дээр шингэсэн үед тэдгээр нь гадаргуугийн хурцадмал байдлыг бууруулж, тархалтын үед эрчим хүчний зарцуулалтыг бууруулж, газрын фазын тархалтыг нэмэгдүүлдэг.

Зарим тохиолдолд материалыг тараахаас өмнө урьдчилан боловсруулдаг. Тиймээс титан эсвэл танталыг устөрөгчийн агаар мандалд халааж, гидрид болгон хувиргаж, буталж, вакуумд халааж - цэвэр металлын нунтаг гаргаж авдаг.

Будаг, пиротехникийн найрлагад багтдаг үйрмэг нунтаг үйлдвэрлэхдээ нунтаглах зориулалттай бөмбөлөг тээрэм ашигладаг. Бөмбөлөгүүд нь буталсан материалын тоосонцорыг тэгшлээд өнхрүүлдэг.

Галд тэсвэртэй металлаар (волфрам, молибден, ниобий) хийсэн бөмбөрцөг хэсгүүдтэй нунтагыг нуман ба өндөр давтамжийн ялгадас бага температурт плазмаас гаргаж авдаг. Плазмын бүсийг дайран өнгөрөхөд бөөмс хайлж, бөмбөрцөг хэлбэртэй болж, дараа нь хөргөж, хатуурна.

Тархалтын үед материалын химийн найрлага өөрчлөгддөггүй.

Конденсацын АРГА

Эдгээр аргуудыг хоёр бүлэгт хувааж болно.

Эхний бүлгийн аргууд нь lyophobic sols-ийн коагуляцын улмаас бөөмсийн хуримтлалтай холбоотой байдаг. Уусмалыг ууршуулах эсвэл уусгагчийг хэсэгчлэн солих (уусах чадвар буурах) үр дүнд суспенз үүсч, шүүж, хатаасны дараа нунтаг гаргаж авдаг.

Хоёр дахь бүлгийн аргууд нь химийн урвал (химийн конденсац) -тай холбоотой байдаг. Ашигласан урвалын төрлөөс хамааран химийн конденсацийн аргыг дараахь байдлаар ангилж болно.

1. Электролит хоорондын солилцооны урвал. Жишээлбэл, урвалын үр дүнд тунадасжуулсан шохой (шүдний нунтаг) гаргаж авдаг.

Na 2 CO 3 + CaC1 2 = CaCO 3 + 2 NaCl.

2. Металлын исэлдэлт.

Жишээлбэл, цайрын уурыг 3000С-т агаартай исэлдүүлэх замаар цайрын цагааны үндсэн бүрэлдэхүүн хэсэг болох өндөр дисперстэй цайрын ислийг гаргаж авдаг.

3. Нүүрс устөрөгчийн исэлдэлт.

Резин, хуванцар, хэвлэлийн бэх үйлдвэрлэхэд ашигладаг янз бүрийн төрлийн хөө тортог нь хүчилтөрөгчгүй нөхцөлд хий эсвэл шингэн нүүрсустөрөгчийг шатаах замаар үүсдэг.

4. Металлын ислийг багасгах.

Байгалийн хий, устөрөгч эсвэл хатуу бууруулагч бодисоор ангижруулах нь өндөр тархалттай металл нунтаг үйлдвэрлэхэд ашиглагддаг.

Түүнээс гадна үүнгүйгээр амьдралыг төсөөлөхийн аргагүй юм. Хүний бие бүхэлдээ хүний ​​физиологид захирагддаг тодорхой дүрмийн дагуу байнгын хөдөлгөөнд байдаг бөөмсийн ертөнц юм. Организмын коллоид систем нь тодорхой коллоид төлөвийг тодорхойлдог хэд хэдэн биологийн шинж чанартай байдаг: 2.2 Эсийн коллоид систем. Коллоид-химийн физиологийн үүднээс авч үзвэл...

Тэднийг холихыг зөвшөөр n химийн урвалд ордоггүй өөр хоорондоо хамгийн тохиромжтой хий Холихын өмнөх бүх бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн төлөв байдлын анхны термодинамик параметрүүд ба холих нөхцөл (хүрээлэн буй орчинтой харилцах нөхцөл) мэдэгдэж байна гэж үздэг. олох хэрэгтэй тэнцвэрт байдал холилтын дараах хийн төлөв байдлын параметрүүд.

Холих хоёр тохиолдлыг авч үзье, учир нь энэ процесс явагддаг гэж үзэхэд хялбар байх болно хүрээлэн буй орчинтой дулаан солилцоогүй .

2.1. Холих цагт W = Const

Энэ тохиолдолд холих нөхцөл нь үүссэн хольцын эзэлхүүнтэй байна Всм нь хольцын бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн анхны эзэлхүүний нийлбэртэй тэнцүү байна W H i:

(Андуурах хэрэггүй W H iхэсэгчилсэн эзэлхүүнтэй В и, 1.4.3-т хэлэлцсэн.)

гэж тэмдэглэе:

P H i- анхны даралт бихий;

T H i,t H i- анхны температур би-0-р хий TOэсвэл 0 ХАМТ.

Учир нь бүхэл бүтэн системээс nнөхцөлд холих үед хий W = Constгаднах ажил хийдэггүй бол энэ тохиолдолд термодинамикийн эхний хуулийн дагуу () бид дараахь зүйлийг бичиж болно.

Энд: Усм – жингийн хийн хольцын дотоод энерги мсм килограмм

температуртай T 0 K;

У Х и- дотоод энерги бихийн масс м бикилограмм

анхны температуртай T H i .

Дараах тэмдэглэгээг танилцуулъя.

усм – температур дахь хийн хольцын хувийн дотоод энерги T 0 K;

у H i -тодорхой дотоод энерги би- анхны температуртай хий T H i .

Дараа нь тэгшитгэл (2.1.1) дараах хэлбэрийг авна.

(2.1.2)

Мэдэгдэж байгаагаар хамгийн тохиромжтой хийн хувьд du=C v dT, хаанаас, дотоод энергийг тоолохдоо 0 0 Кбичиж болно:

Энд: - муж дахь дундаж 0 T 0 Kхийн хольцын масс изохорик дулаан багтаамж;

Дундаж хүрээ 0 T H i 0 Kмасс изохорик дулаан багтаамж би th хий.

(2.1.3)-ыг (2.1.2)-д орлуулсны дараа бид дараахь зүйлийг авна.

Гэхдээ 1.4.10-д заасны дагуу хийн хольцын жинхэнэ массын дулаан багтаамжийг бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн массын хувиар илэрхийлнэ. g iба тэдгээрийн жинхэнэ дулааны хүчин чадал дараах байдалтай байна.

Үүний нэгэн адил, муж дахь дундаж 0 T 0 KХийн хольцын массын изохорик дулаан багтаамжийг дараах байдлаар тодорхойлно.

Энэ илэрхийллийг тэгшитгэлийн зүүн талд (2.1.4) орлуулснаар бид дараахь зүйлийг олж авна.

хаанаас (2.1.5)

Учир нь төлөвийн тэгшитгэлээс, дараа нь орлуулалтын дараа м би(2.1.5) тэгшитгэлд бид эцэст нь хольцын температурын томъёог олж авна nхий:

Мэдэгдэж байгаагаар (2.1.6) томъёог дараах хэлбэрээр бичиж болно.

(Бүтээгдэхүүн нь 0-ийн муж дахь дундаж гэдгийг санах нь зүйтэй. T H i 0 Kмолийн изохорик дулаан багтаамж бихий.)

Лавлагаа зохиолуудад дулааны багтаамжийн температураас эмпирик хамаарлыг ихэвчлэн мужид өгдөг 0 t 0 C .

(2.1.8) ба (2.1.9)-ийг (2.1.2) тэгшитгэлд орлуулсны дараа бид дараахийг олж авна.

Солих м битүүний утгыг бид эцэст нь хийн хольцын температурын томъёог градусаар олж авдаг Цельсийн :

Илэрхийлж байна R iмолекулын массаар дамжуулан бид өөр томъёог олж авна.

(2.1.6), (2.1.7), (2.1.10) ба (2.1.11) томъёоны хуваагч нь дундаж дулааны багтаамжийг агуулж, хольцын температурыг дундажийн дээд хязгаар болгон ашигладаг ( тэсвэл Т), тодорхойлох. Үүнээс үүдэн хольцын температурыг эдгээр томъёогоор тодорхойлно дараалсан ойртуулах арга .

2.1.1. үед хий холих онцгой тохиолдлууд W = Const

(2.1.6), (2.1.7), (2.1.10) болон (2.1.11) томъёоны хэд хэдэн онцгой тохиолдлыг авч үзье.

1. Адиабат экспонентын хамаарал бүхий хийнүүдийг холь К итемпературыг үл тоомсорлож болно.

(Үнэндээ TOтемператур нэмэгдэх тусам буурдаг, учир нь

Хаана с о р , Аэмпирик эерэг коэффициентүүд юм.

Техникийн тооцооллын хувьд 0-ээс 2000 0 С-ийн хооронд дараахь томъёог ашиглаж болно.

a) хоёр атомт хийн хувьд TO 1,40 - 0,50 10 -4 т;

б) шаталтын бүтээгдэхүүний хувьд TO 1,35 - 0,55 10 -4 т.

Эдгээр томъёоноос харахад адиабатын индекст температурын нөлөөлөл тодорхой байна TOЦельсийн хэдэн зуун градусын температурт л мэдэгдэхүйц болдог.)

Тиймээс, хэрэв бид үүнийг таамаглаж байгаа бол

Дараа нь томъёо (2.1.6) дараах хэлбэрийг авна.

Томъёо (2.1.12), (2.1.6), (2.1.7), (2.1.10) болон (2.1.11) томъёоны эхний ойролцоолсон томъёо болгон ашиглаж болно.

2. Моляр изохорын дулаан багтаамж нь тэнцүү, эдгээр дулааны багтаамжийн температураас хамаарах хамаарлыг үл тоомсорлож болох хийг холино, өөрөөр хэлбэл:

Дараа нь тэгшитгэл (2.1.7) маш энгийн хэлбэрийг авна.

Хэрэв хий нь ижил моляр изохорик дулаан багтаамжтай бол Майерын тэгшитгэлийн дагуу

Молийн изобарын дулааны багтаамж нь хоорондоо тэнцүү байх ёстой тул адиабатын экспонентууд тэнцүү байх ёстой, өөрөөр хэлбэл.

Энэ нөхцөлд (2.1.12) тэгшитгэл (2.1.13) болж хувирна.

2.1.2. үед хий холилдсоны дараах даралт W = Const

Хийн холилдсоны дараа тогтоосон даралтыг 1.4.2-т заасан томъёогоор эсвэл дараахь нөхцлөөр тодорхойлж болно.

Рсм Всм = мсм Рсм Т= мсм Т.