Файл: Авдеев, Н. Я. Аналитико-статистические исследования кинетики некоторых физико-химических процессов учеб. пособие.pdf

ВУЗ: Не указан

Категория: Не указан

Дисциплина: Не указана

Добавлен: 19.10.2024

Просмотров: 48

Скачиваний: 0

ВНИМАНИЕ! Если данный файл нарушает Ваши авторские права, то обязательно сообщите нам.

и

а‘ОГПГШ

а%

-тэсиоц

о

 

<"0

 

о

 

Q.

оо

15

 

иі

 

о

 

ю

 

•*«

 

о

 

•4t«

о

чЙ

о S со

га

 

о

 

ѵр

260

O'*

о

 

о.

 

 

*

 

О

о

о

ч

ГС

о

см

$

 

э

о о га

оСМ я

к

га о

К

з-

о

н

га

о

sч о

О

и

8

о

f-

о

ю

о

со

яопевсіро

“N'Sjsf

00

оо

о

о

г-

о

 

О

о

 

со

с

 

о

 

>•

со

00

Tf

ю

 

 

 

CO

см

00

-

о

 

 

о

 

о

о

 

 

 

-

 

сD

 

1

 

1

 

 

о

 

1

о

 

 

о

о

 

1

 

1

 

 

 

1 о

о

 

о

°

 

1 CJ>

о

 

 

о

1

 

 

о

1 о

1

о о

1

 

гп

 

о

о

о

1 о

 

1

66

98

99

98

о

О

 

о

о

о

°

о

°

о о

о

°

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0018

 

1

05г- 05

05

оо1г-

Г-- 00 г»

1ГО

<n

 

оо 19

г-

105

СП12

 

1

 

105

 

05 I 05

05

05

05

 

05 05

 

05

 

 

 

 

05

105 05

 

105

t--125 g 1®

Tt*1см

со ІЛ со

1ГЛ

ш

ш

ш

 

rf

со

CD

1ю

ю

СП

105 —•

0*5105 05

05 05

105

05

05

05

105 05

05 05105 О)

105

ю 1 1

CO 00

Л5105

00

05 ОТ)

о

о

см

1Л41

 

см тр

II^

о

1см

о 1 1 05

1

00100

00

00

00

1г~>

 

05 05

05

05 05

05

1

105

 

 

 

105 05

05

05

05

 

 

m 1 1

-st«

1<N

со

со

•4t«

 

со

со

00

1

00

00

см

1СМ

00 I 00

05105

05

1 1

 

оо1оо 00

оо

 

со 05

00 1оо

 

оо 100

00

00

со

10000 00

105

00

1°Л

05

1 1

05

1

05

05 l'05-

1

00

00

00

1ГМ m

CD 05

1

 

100

00 100

1 1 г-

1

t--

 

 

1105-

1oo

00

00

00

100ГТ5 00

ю

1ГЛ m00

1ю

см

1со

С".

■4Г1w

m

 

0 5

1Is-

00

со100

 

100 г-

 

с-

 

11*-

 

с- h-

 

 

о00

 

 

СО

со

ш

 

f00 —

 

m

 

CD

 

100

Г 5

со

 

со

 

0 5

I со

 

 

IГЛ

 

 

00

 

 

 

со

 

 

 

 

 

1с--

 

I СО

 

 

СО

 

 

 

h»1t-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

см

 

со

 

со

 

 

Ui

іОоо

 

05

05 •4Г CO

о

1001со

 

1<о ю 1ю

 

см

 

ю

Ю

 

1rol

 

t-

СО

ю 1

 

CO

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СО

1*4t«

о

 

СО

11со

0 5

00

со•4t«

1гл

•4J"

in

LO

 

05

LO

 

 

 

■4Г

 

 

Ю

со

со со

чг

о

ю

 

 

 

 

1ТГ

 

 

 

г- 1^ СМСО

1С"1

тр

 

со

со

 

 

СО

СО

h-

1CO

с»

 

1

 

1СО

см 1С4!

см

СМ СО 1СО

CO

чг

см

CD

 

о

1ч

00

00 1оо

00

100

83

1оо

СО

100

с*-

 

 

1Г"

1"- int-

1СМ

CD

1"ф

 

 

1г-

Tt«

1CD

 

 

 

юсо

63

1

сл

LO

 

 

<35

ю

1тг

 

 

1

5

Uiо

1ГО

о

I о

 

 

1^

■4Г1чг

 

[ Is-

1ГО

 

1f*» 00

со

СО 1ГО

см

 

105

СО

 

00

 

 

о 1 о

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СО

 

со

тр

<УІ

1сл

со 1со

см 1СМ

 

I -«

 

см 1см см смсо Г- l CM

 

 

 

 

 

 

 

 

 

CM

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

СМ CM

 

00

 

о

см

ю

 

со

ю

CM

CD

00

28

 

05

 

ю

1t"-

1ГО

 

1 -

 

 

 

 

 

100

 

 

1

1—

 

 

 

 

 

 

1

 

 

см

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

см

 

 

1см

 

см

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

05

 

 

 

СО

 

 

со

CO

 

со

 

00

оTt«

 

со

со

 

со

 

иО

 

со

со

CM

 

со

 

со

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

21


CL

t2

% ‘чіэон

-madjo'ij

о

о

LO

о

LO■’З*

о

о

о

о

о

["»

о

LQ

aoTiEGdpo

1

С Ч

сч

га*

с о

1

О

о

 

о

о

ю

о

О

 

00

°

 

 

“ “

о

0О

га*

 

 

га*

г -

CD

360

І

О

 

CD

OSS

С

Ч

 

CD

о

С

О

гчJO

о

э

С2

CD

 

h-

о

T i

>1

cO

о

 

 

 

‘ О

120

T

Ч

 

С

о

00

С

Ч

40

- 1

 

г а

1

О

1Г)

о

о

1' >

 

со

о

от 1о

 

 

"■

1CD

1on

1

СГ)

1CD

100 с о

со

I CD

7>

1о->

] ;Г

I CD

1

X )

100

1сч

 

ю

1CD

001со

I Г--

Г -

1

1'XJ

г —

1

1CD

С О

1Г)

1

с о

1С О

1CD

20I т

1■о

Ю

1ю

I

ю

in

1іг»

га*

га*

1С Ч

 

1Т

С О

С О

1ю

 

00

1Ol

 

 

сч «=

іс^.

 

 

О

н

га

 

 

ч

c

г-

S

и

со

СО

22


KJ

а

К

п

ѵо

га

н

Статистическая характеристика остаточной намагниченности активных масс

железного электрода щелочных аккумуляторов (табл. 3)

Параметры Характеристика остаточной намагниченности

а .

О

о

01

О

Ö

CL

% га0.0пэ

Z Оо

C O . t N i M C O ' t ' ^ ' t O O O C D O O i M O t D O O t O O O O O

^ ^ д а і П О О д а і П д а О О О О С О С О С Ч —Ю 00 N Q TT S

O N - O ( N ! M i n N ’J‘ O O C ' ) ' t f n C 0 i n O ^ O C D O

o oo^ о o_да со о oqin t—uqда

Vj« сч да сч да —да ю

С О С Ч С Ч с О С Ч С Ч С Ч С Ч С Ч С Ч '3 * С Ч С О д а с О С О іП '^ ,,,'3*СЧСЧ

•^ОСЧСОдада^СЧСОГ-ООіП-ОГ- —Г-ООСЧ

t—1--1— r— да да ^ г- да да о г—г—да да да — о о да да

OOOOOOOOOO — OOOOO — — ООО

да г-

 

 

 

 

— да о да о

 

 

 

со —

 

 

 

 

со о

со о —

 

 

 

о о — г ^ о с о ^ д а д а о г - д а г - с о д а о о о ю д а о

 

 

 

- о

— ю

— о ^ с о с о ’з 'д а о о 'г ^

— (мсо

 

 

 

дадададаг—дасодаг-дас—даг—г- t — I—см —содада

 

 

ожидание.

содада^даг-і-.^дасода«тдаоюдаооо'сооі

 

к

^

£

 

со д асп даог-о о о — — о ю ю - т - г с ч — о со да о

о.

математическое

C O C

O C O ^ ^ C O

r - i n ^ O

l O C ^ O

t ^ r - O

i O O u

O C ’ J —

 

 

ю-^даюс—ююдаспог-сосч — — о г -і—сгэ'^г-

 

 

 

 

 

 

 

 

 

0 —0

га

Ift

 

00 O l O f — T t - C O I M M C O P ^ O C O O I Q O ^ O

 

 

 

г - д а о r - — о да о со да

г - д а со

сч

— ОС-1

11

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

- lc

 

 

ЮЮЮ

 

 

 

 

 

Cs

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

да о г- о да о да - W

O C

N D

l O O O N -

у

 

 

о _

о — in ­

r-^COcOOOr-l'-CO'^inin-^’COin

 

 

i'- in in г- сч сч да -га — д а е ч ю о о д а с о — со чг со —

Іѵ

 

 

 

 

 

(Уі

сч —

со '■гасо ю

«

 

 

о

о

О

да«<га — г-дадаюсо — — оіпіпсчг-дао*гаг---га<»о

со*га дадаіода-ra^ едаinо_ ■'гада сч^сч^ —о о о ^ да

ІМЧ’ЮЬСООІО — QN^lO — 1 да М CQ СО О О N

— — сососососососососочгадада

23


щим образом. Пусть имеем совокупность, состоящую из а оди­

наковых капель. Время жизни тг каждой

капли есть независи­

мая случайная величина с функцией распределения Р (т; <

т) =

= Р (т). Спрашивается, как будет

распределено время жизни

всей совокупности, т. е. время коалесценцми капель.

 

Обозначая через тъ т2, т3, ...,■ т„ время жизни

отдельных

капель и через Тп время коалесценцми

капель совокупности,

найдем вероятность неравенства Тп >

т.

 

Тп всей совокупно­

Очевидно, для того чтобы время

жизни

сти капель было не меньше т при любом і

= 1, 2, 3,

..., п, долж­

но выполняться неравенство т;> т,

причем

Р (т,

> т) =

1 —

Р (т) при каждом і. Так как т, по условию

одинаково распре­

делены с одной и той же функцией

распределения

Р(т),

то по

правилу умножения для независимых событий вероятность од­

новременного

выполнения

всех

неравенств

т, > т будет

Р (Тп > т) =

Р (тх > т; т2 >

т; ...;

т„ > т) =

]1 — Р (т) Г.

Отсюда закон коалесценцми всей совокупности капель за­

пишется так:

 

Р (Тп < т) = 1 — [1 — Р (т) Г.

(28)

Далее, поступая как в [19], получим уравнение (27), пара­ метры которого (а, р) в каждом конкретном случае могут быть вычислены по формулам (12, 13), полагая при этом

Хі = Ъ — то- 2/ = In ■■

(29)

'*0 — r*i

 

Здесь уместно заметить, что аналитическая форма уравнения (27) остается прежней и в том случае, если исследование кине­ тики коалесценции капель вести в объемных или в весовых еди­ ницах измерения. Действительно, так как по условию задачи размеры капель одинаковы, то справедливость сделанного заме­ чания очевидна.

В нормированном виде уравнение

(27) запишется так:

 

 

/г(т) =

1 — g - “(T —т0)р,

(зо)

где п (т) — доля капель,

коалесценировавших ко времени

т >

> т0. Доля капель, не коалесценировавших ко времени т,

бу­

дет равна:

 

 

 

n'

(т) = 1 — п (т) = е - “(т—т„)Р.

(31)

Таким образом, мы видим, что если кинетика коалесценцми капель описывается любым из уравнений (27, 30, 31), то стати­

24


стическая характеристика ее определится по формулам (16, 17). Например, вычисляя параметры а, р уравнения (30) по спо­ собу наименьших квадратов (12, 29) и опытным данным [31 ] коалесценцнн капель в системе бензол-вода, находим: р — 3,85;

а = 7 ■ ІО"4;

т9 = 6,1; т , = 6,1; тср= 5,69; а - 1,57; ут = 0,28; / = 1,5.

Т

Сопоставимый анализ опытных [31 ] и расчетных по форму­ лам (31) показывает хорошую согласованность результатов. Среднеабсолютная погрешность взаимного отклонения по всем измерениям составляет всего лишь 0,4%; максимальная погреш­ ность по отдельным замерам менее 2% (см. табл. 90, приложе­ ния).

§4. Функция распределения и статистическая характеристика дисперсной фазы эмульсий

Вторым примером, иллюстрирующим применение аналитиче­ ского метода для получения статистической характеристики тех­ нических эмульсий, является закономерность распределения капель дисперсной фазы по эквивалентным радиусам (табл. 5—8).

Математическая обработка большого экспериментального ма­ териала [29, 30 ] и теоретические основы седиментометрического дисперсионного анализа [2, 13, 30, 32 J показывают, что распре­ деление капель различных технических эмульсий по эквива­ лентным линейным размерам подчиняется экспоненциальному закону вида (14)

 

X (г) =

1 -

 

(32)

где

%(г) — относительное весовое

количество

капель эмульсии

с

эквивалентными радиусами

<

г > г0, а

u p — параметры

распределения, зависящие от условий эмульгирования и при­ роды вещества.

Из табл. 5, 6 видно, что среднеабсолютная погрешность вза­ имного отклонения расчетных по формулам и опытных [29, 30 J определений фракционного состава по всем испытанным образ­ цам составляет 1—2%; максимальная погрешность по отдельным фракциям не более 3—5% . Это примерно в два раза меньше, чем погрешность, наблюдаемая при параллельных эксперименталь­ ных определениях фракционного состава капель эмульсии для одного и того же вещества. Высокий уровень согласованности расчетных и опытных результатов (табл. 5, 7) свидетельствует

25 -