Применение феноменологической теории к расчетам физико-химических характеристик веществ в жидкой и газообразной фазах Юрченко, Светлана Анатольевна

Введение к работе

Актуальность темы исследования определяется необходимостью создания универсальных, простых и точных способов расчета физико-химических характеристик веществ, находящихся в различных фазах.

Целью работы является применение феноменологической теории расчета физико-химических характеристик веществ (ФТРЇЇСХВ) к прогнозированию термодинамических и кинетических характеристик индивидуальных веществ и смесей в жидкой и газообразной фазах.

Для экспериментального обоснования выводов ФТРФХХВ были изучены в широких температурных интервалах плотность, поверхностное натяжение и вязкость растворов полиэтиленгли-коля со средней молекулярной массой 4000 (ПЭГ-4000) в толуоле, одноатомных спиртов: изопропилового, н-бутилового, изо-бутилового, изоамилового и двойных смесей изопропилового спирта с н-бутиловым и изоамиловым.

В связи с этим решались следующие задачи:

1. Применение разработанных методов расчета к вычислению физико-химических характеристик газообразных и жидких веществ с использованием литературных (справочных) данных;

2. Проведение экспериментального исследования плотности, поверхностного натяжения, вязкости индивидуальных жидкостей и смесей;

3. Применение ФТККІХВ к расчету полученных экспериментально физико-химических характеристик.

Методика исследования. При определении плотности, поверхностного натяжения и вязкости исследуемых жидкостей

использовался комплексный подход, основанный на экспериментальном изучении указанных характеристик и теоретической интерпретации полученных результатов в рамках ИТФХХВ, исходя из предположения об однозначной, глубокой и непрерывной связи физико-химических характеристик веществ.

Научная новизна. Экспериментальное изучение плотности, поверхностного натяжения и вязкости растворов ПЭГ-4000, спиртов и их двойных смесей проведено для пополнения банка данных по этим характеристикам.

Показана универсальность формулы для обобщенной аддитивной величины, позволяющая рассчитывать любые термодинамические и кинетические характеристики по любым другим физико-химическим характеристикам для индивидуальных веществ и смесей в газообразной и жидкой фазах. Для веществ, находящихся на линии насыщения, с помощью этой математической модели можно вычислять любые теплофизические характеристики одной фазы по любым физико-химическим характеристикам другой фазы.

Свидетельством обоснованности полученных результатов является хорошее согласие физико-химических характеристик, рассчитанных по формулам, вытекающим из ФТРФХХВ, с экспериментальными и литературными (справочными) данными.

Практическая значимость работы состоит в том, что она представляет интерес для научных исследований и при решении многих практических задач, связанных с разработкой и созданием технологической аппаратуры и т.д.

Личное участие. I. Проведен большой объем вычислений по расчетам термодинамических и кинетических характеристик

- З -индивидуальных веществ и смесей по другим физико-химическим характеристикам с использованием литературных (справочных) данных: а) для газов и газовых смесей, б) для индивидуальных жидкостей и растворов, в) для веществ на линии насыщения.

2. Выполнен эксперимент по определению плотности, поверхностного натяжения и вязкости исследуемых жидкостей и показана возможность применения ФГР&ХХВ к прогнозированию изученных характеристик.

На защиту выносятся:

4. Феноменологический способ расчета физико-химических характеристик на основе взаимной связи свойств веществ через обобщенную аддитивную величину, ценность которого состоит в том, что он не учитывает природу вещества, его структуру, характер межмолекулярного взаимодействия.

5. Результаты экспериментального определения плотности, поверхностного натяжения и вязкости растворов ПЭГ-4000 в толуоле, одноатомних спиртов и их двойных смесей в широких температурных и концентрационных интервалах.

6. Результаты расчета физико-химических характеристик веществ в жидкой и газообразной фазах.

Аппробация работы. Результаты исследования были доложены и получили одобрение на:

7. Научно-практической конференции преподавателей физико-математического факультета МОПИ "Чтения голени Н.К.Крупской";

8. Семинаре "Химическая связь и физика конденсированных сред" в МІЖ;

9. Семинаре-совещании "Автоматизация и применение микропроцессорной техники и ЭВМ для проведения исследования физи-

- 4 -ческих свойств полимерных материалов" (Моск. городской комитет НТО. Малшром. Секция прогнозирования и эксплуатационных свойств полимеров, июнь 1987 г.);

4. Республиканской научно-методической конференции (Республика Тува, г. Кызыл, 13-15 апреля 1992 г.);

5. Научно-техническом семинаре "Современные методы и приборы неразрушающего контроля" на тему: "Диагностика, прогнозирование, нераэрушающий контроль и управление качеством материалов" (Москва, 24 марта 1993 г.);

6. Республиканской научно-практической конференции ( Республика Тува, г. Кызыл, 26-29 октября 1993 г.).

Публикации. Основные результаты диссертационного исследования отражены в работах [l-l3J > приведенных ниже в списке публикаций.

Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, основных выводов и списка использованной литературы.