Вплив диффузії та в’язкості на польову асиметрію гравітаційного ефекту у критичному флюїді

Автор(и)

  • О. Д. Альохін

DOI:

https://doi.org/10.18524/0367-1631.2021.59.227007

Ключові слова:

гравітаційний ефект, критичний флюїд, коефіцієнт дифузії, коефіцієнт вязкості, неоднорідне критичне поле

Анотація

У роботі за даними методів світлорозсіяння, рефрактометричного, проходження повільних нейтронів представлений короткий огляд результатів досліджень гравітаційного ефекту в неоднорідному речовині в критичному стані - критичного флюїду. На основі цих даних проаналізовано польову-висотну асиметрію різних властивостей неоднорідної речовини: параметра порядку Dr(z), інтенсивності розсіяного світла I(z), градієнта густини dr(z)/dz речовини. Показано, що польова-висотна асиметрія інтенсивності розсіяного світла I(z)~dr/dm(h) та градієнта густини dr(z)/dz~dr/dh(h) речовини є діаметрально протилежними. Різна висотна асиметрія цих величин dr(z)/dz~dr/dh(h) та I(z)~dr/dm(h) пояснюється в роботі висотної асиметрією похідної хімічного потенціалу dm/dh, а отже - висотною асиметрією хімічного потенціалу (Dm(h)>>h у зовнішньому полі h.

До теперішнього часу фізичний механізм висотної асиметрії гравітаційного ефекту не був досліджений. У зв'язку з цим, в даній роботі механізм утворення висотної асиметрії внутрішнього критичного поля Dm(h) пропонується пов'язати із кінетичними характеристиками неоднорідного критичного флюїду: коефіцієнтами дифузії D(h) й в'язкості h(h), при переході системи з однорідного стану в неоднорідний під дією внутрішнього асиметричного поля |DU(z)|= |Dm(z)|>>|h=rкgz/Pк|. Для цього у роботі розглянуто комірку високого тиску висотою L, з критичної густиною її заповнення речовиною. Показано, що при критичному заповненні системи речовиною  = rк при критичній температурі речовини Tc рівень z = 0 з критичною густиною речовини реалізується вище середини зразка з неоднорідним речовиною.

На основі літературних даних P-V-T-вимірювань та даних гравітаційного ефекту в бензолі й етані знайдено величину висотної зміни внутрішнього критичного поля та показано, що величина критичного внутрішнього неоднорідного поля у неоднорідному критичному флюїді значно перевищує польову змінну гравітаційного поля Землі |DU(h,Tк)|= |Dm(h, Tк) >> |h|. Показано також, що величина цього поля за кубічним законом залежить від критичної температури речовини: |Dm(z,Tк1)/|Dm(z,Tк2) » (Tк1/Tк2)3.

Посилання

Паташинский А.З., Покровский В.Л. Флуктуационная теория фазовых переходов. - М.: Наука. 1982, - 382 с.

Залепугин Д.Ю., Тилькунова Н.А., Чернышова И.В., Поляков В.С. // Сверхкритические флюиды: Теория и Практика. - 2006. - Т. 1, № 1. - C. 27.

Востриков А.А., Федяева О.Н., Фадеева И.И., Сокол М.Я. // Сверхкритические флюиды: Теория и практика. - 2010. - Т.5, № 1. - С. 12.

Анисимов М.А. Критические явления в жидкостях и жидких кристаллах. - М.: Наука, 1987. - 271 с.

Ван-дер-Ваальс И.Д., Констамм Ф. Курс термостатики - М.: ОНТИ. 1936. - Т.2. - 439с.

Шиманская Е.Т., Шиманский Ю.И. Критическое состояние чистых веществ. Киев: Изд. Киевского университета, 1961. - 40 с.

Голик А.З., Алехин А.Д. Крупский И.П., Чалый А.В., Шиманский Ю.И. // Украинский физический журнал. - 1969. - Т. 14, № 3. - С. 472.

Шиманский Ю.И., Шиманская Е.Т. Молекулярная физика. – Киев: Киево-Могилянская академия. 2007. - 462 с.

Алехин А.Д., Дорош А.К., Рудников Е.Г. Критическое состояние вещества в поле гравитации Земли. Киев: Политехника, 2013. - 402 c.

Булавин Л.А. Свойства жидкостей в критической области. Киев: Изд. Киевского национального университета им. Т. Шевченко, 2002. - 208 с.

Артюховская Л.М., Шиманская Е.Т., Шиманский Ю.И. Исследование кривой сосуществования и изотермической сжимаемости бензола вблизи критической точки жидкость - пар // Украинский физический журнал. - 1970. - Т.15, № 2. - С.1974.

Артюховская Л.М. Исследование поведения некоторых термодинамических функций индивидуальных веществ вблизи критической точки жидкость - пар на основе измерений гравитационного эффекта: Дис. канд.физ.-мат.наук - Киев, 1973. - 220 с.

Артюховская Л.М., Шиманская Е.Т., Шиманский Ю.И. Исследование термодинамических свойств пентана вблизи критической точки // Журнал экспериментальной и теоретической физики. - 1970. - Т.59, вып. 3(9). - С. 688.

Артюховская Л.М., Шиманская Е.Т., Шиманский Ю.И. // Журнал экспериментальной и теоретической физики. - 1973. - Т.64, вып.5. - С.1679.

Alekhin A.D. Gravity influence on internal field of liquid near the critical point // Journal of Molecular Liquids. - 2006. - Vol. 127. 1–3. - P. 62.

Алехин А.Д. Влияние гравитационного поля на критические параметры двойных растворов // Укр. физ. журн. - 1983. - Т.28, № 8. - С.1261.

Алехин А.Д. // Укр. физ. журн. - 1988. - Т. 33, № 1. - C.152.

Алехин А.Д. Сжимаемость вещества и гидростатический эффект вдоль критической изотермы // Известия вузов. Физика. - 1985. - № 7. - C. 104.

Алехин А.Д., Рудников Е.Г. Гравитационный эффект в высокотемпературных жидкостях вблизи критической точки // Журнал физических исследований. - 2004. - Т.8, № 2. - С. 103.

Тарасов Л.В. Земной магнетизм. Долгопрудный. "Интеллект". 2012. - 184 с.

Алехин А.Д. Свойства сверхрикрического флюида в поле гравитации Земли// Мониторинг. Наука и технологии. - 2011, 1(6). - С. 69.

Алехин А.Д. Масштабное уравнение состояния критического флюида в малых ограниченных системах// Мониторинг. Наука и технологии. - 2015. – № 2(23). - С.78.

Алехин А.Д. Полевая асимметрия уравнения критической изотермы и гравитационного эффекта // Известия вузов. Физика. - 1986. - Вып. 1. - С. 78.

Алехин А.Д., Рудников Е.Г. Полевая асимметрия изменения химического потенциала неоднородного вещества в гравитационном поле вблизи критической точки // Украинский физический журнал. - 2002. - Т. 47, № 10. - С. 942.

Булавин Л.А., Останевич Ю.И., Симкина А.П., Стрелков А.В. Плотность этана вблизи критической точки жидкость-пар// Украинский физический журнал. - 1971. - Т. 15, № 2. - С.182.

Булавин Л.А., Чалый А.В., Шиманский Ю.И. Немонотонное движение мениска в ассиметричной теории масштабных преобразований // Известия вузов. Физика. - 1976. - № 12. - C. 93.

Булавин Л.А., Шиманский Ю.И. Сингулярность диаметра кривой сосуществования этана // Письма в ЖЭТФ. - 1979. - Т. 29, № 8. - С.482.

Palmer H.B. // The Journal of Chemical Physics. - 1954. - Vol. 22, № 4. - P. 625.

Traube K. Measurements of the variation of density with height in substance near the critical point (liquid-gas) by means of an optical method. VDI - Forschungsheft 487. Beilage zu "Forschung auf dem Gebiete des ingenieur wessens''. Ausgabe B. Band. - 1961, - P.1.

Lorenzen H.L. // Acta Chemica Scandinavica. - 1953. - Vol. 7, № 10. - P. 1335.

Сугаков В.И., Чалый А.В., Черненко Л.М. // Укр. Физ. Журн. - 1990. - Т. 35, № 7. - С. 1036.

Алехин А.Д. Вестник Киевского университета. Серия физ.-мат. науки. - 2004. - № 3. - C.430.

Buecker D. and Wagner W. // Journal of Physical and Chemical Reference Data. - 2006, 35(1). - P. 205.

Polt A., Platzer B., Maurer G. // Chemical Technologies. (Leipzig). - 1992. - Vol. 44, № 6. - P. 216.

##submission.downloads##

Опубліковано

2021-03-26

Номер

Розділ

Теплофізика дисперсних систем