Литература -->  Производство жидкого угля 

1 2 [ 3 ] 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153

изменяется обратно пропорционально их молекулярному сцеплению, т. е. обратно пропорционально К или а (см. табл. 1). По эмпирическому правилу Ричардса-Метьюза, frbj8= 2,5-10-3 при обычной t° (сг-в эpг/cJR а -в Atiw). Для всех Ж. 3 уменьшается с возрастанием р и возрастает с Г (за исключением, напр., воды и глицерина, ведущих себя аномально, благодаря сильной ассоциации их молекул). 1жимаемость и другие свойства изучены Бриджменом при давлениях до 12000 Atm.

Т а о л. 1 .-С вязь с ]к и м а е м о с т и жидкостей с поверхностным натяжением (t° = 20°).

Жидкость ~

/? в Atm-

а в эрг/с.н

Ртуть ......

3,9 10-

Вода.......

46,0 10-

72,8

Бензол ......

90 10-

28,8

Гексан ......

143 10-

18,5

Ассоциация и полярность Ж. Все Ж. характеризуются большей или меньшей степенью ассоциации (см.) их молекул. Г. о., частицы вещества в зкидком состоянии представляют собою комплексы из большего или меньшего числа одинаковых молекул; все эти комплексы-А, А, и вообще А,, А.п - испытывают взаимные превращения, распадаясь на простые молекулы А и вновь из них образуясь. В Ж. мы имеем картину динамич. (химического) равновесия таких комплексов. Так, вода (см.), типичная ассоциированная Ж., при обычных i°, кроме небольшого числа моногпдролей (HgO), состоит из дигидролей (Н20)а и тригидро-.тей (НаОз и содержит также полигидро-лн (ПаО),!- С повьппенпем f ассоциированные комплексы обычно распадаются, и Ж. становится все менее ассоциированной; но и в нарах ассоциация молекул имеет место, и ее считают в этих случаях одной из причин отклонения паров и газов от законов идеально-газового состояния. Ассоциацией молекул и падением степени ассоциации с повышением t° объясняются аномальные свойства многих сильно ассоциированных Ж., напр. воды, многих сжиженных газов (см. Сжижение газов), теяпя. Попятно, что изменение величины Z, характеризующей какое-либо свойство ассоциированной Ж., можно представить в виде такого соотношения: dz (dz\ /dz\ dx df \дт)аГ \дх)т dT

Первый член этого соотношения дает чисто t°-uoe изменение свойства z при постоянной степени ассоциации х, второй член определяет влияние изменения степени ассоциации X с изменением t° и молсет совершенно исказить картину явлештя. Так м. б. объяснено аномальное тепловое расширение воды (максимум плотности) и других Ж.

По молекулярному состоянию Ж. молшо разделить на 6 групп (но Кистяковскому). К 1-й относятся нормальные, неассоцииро-ванные Ж. (предельные углеводороды), ко 2-й-малоассоциированные Ж. (галоидопро-изводные, эфиры, амины), к 3-й-сильно ас-

социированные Ж. (вода, нитрилы, спирты), пары которых неассоциированы, и к 4-й-- ассоциированные Ж. с ассоциированными нарами (органич. к-ты, сера, селен, фосфор). Ж., относящиеся к этим группам (в чистом состоянии), являются диэлектриками и почти не проводят элехстрич. тока. Отдельно стоит 5-я группа-ионопроводящиеЖ. (расплавленные соли)-и 6-я группа-расплавленные металлы, т.е. электронопроводящие Ж.

Интенсивность междумолекулярных сил в Ж. молчет быть определена как ее поля р-н о с т ь; с возрастанием ассоциации (полярности) Ж. сильно возрастают поверхностное натяжение, молекулярное давление, скрытая теплота испарения, диэлектрич. постоянная £ и другие функции полярности (табл. 2). Так, жирные углеводороды (неполярные Ж.) дают наименьшие значения этих молекулярных величин, для воды лее получаются наибольшие значения.

Одним из общепринятых способов количественного определения ассоциации Ж. является способ Этвеша-Рамзая и Шильдса. Для неассоциирован. Ж. имеет место установленное на обширном опытном материале соотношение, обосновашюе и теоретически:

a{Mvy = к{Т,-Т), т. е. .р = -fc ,

где Mv-молярный объем, a{Mv)-мо-пяр-ная свободная поверхностная энергия, Тд.- абс. темп-ра, приблизительно на 6° нилче критической, а /с =2,12 эрг/град.-универсальная постоянная. Молшо сохранить это значение к и для ассоциированных Яi., подставляя вместо М в Mv истинный мол. вес в жидком состоянии, т. е. средний мод. в. лшдких комплексов, и понимая под Тд т. н. м е т а к р и т и ч е с к у ю t° (по Бачинскому).

Тогда отношение = х, средний фактор ассоциации, будет мерой ассоциации Ж. (см. табл. 2; Mq-наименьший мол. в.,определяемый химич. ф-лой). Полярным, ассоциированным Я. присущ дипольпый характер .т.е. молекулы их обладают значительным ди-польным моментом (см. Диполь м о л е к ул я р н ы й); неассоциированпые ЛС. имеют дипольный момент, близкий к 0. Разность полярностей мелгду двумя соприка-сающишгся лидкостями определяется величиной поверхностного натяжения а на поверхности раздела мелду ними. Чем больше взаимная растворимость обеих Ж., тем меньше различие в их полярностях, тем меньше о на границе мснсду ними. Так, с повышением Г взаимная растворимость двух лл1дких фаз обычно возрастает и обращается воо при T=T j. (критич.темп-ра смешения), когда (У обращается в 0. Так же определяется и r t i. Ж. в собственном смысле слова, т. e.t°, j. смешения Ж. с се насыщенным паром (см. Капиллярные явления. Растворы). Растворенные примеси (вещества, распределенные между двумя соприкасающимися лидкостями) адсорбируются на хюверхности раздела между ними (см. Адсорбция) в том случае, когда, полярность их лежит между полярностями обеих Ж. (правило уравнивания полярности Ребиндера). Это сопровождается уменьшением свободной поверхностной энергии системы (tris).



Табл. 2.-Свойства жидкостей, зависящие от полярности (t°=20).

Название жидкостей

в mjcM*

ст в эрг/си

Дпэлектрич. постоянная

Фактор ассоциации

Коэфф. Рамзая и

Шильдса h

Гексан ........

18,5

1,87

1,00

2,11

Бензол ........

3 800

28,8

2,29

1,01

2,10

Толуол ........

3 700

28.5

2,37

2,10

Амиловый спирт . .

22,3

16,7

1,35

Этиловый спирт . . .

21,6

27,0

1,08

Гликоль .......

46,7

41,2

1,04

Глицерин ......

65,0

56,2

Вода ... ......

14 800

72,8

81,0

1,03

них давлений р от 1 ООО до 3 ООО Atm хорошо применимо уравнение Таммана:

где К - аналогично внутреннему давлению, С - константа, не зависящая от р и Т, а

г = о

- наименьш. объ-

Отсюда следует, между прочим, что чем менее растворимо вещество в наиболее полярной из двух соприкасающихся Ж., тем оно более поверхностно активно, т. е. сильнее понил<ает поверхностную энергию на границе. Молекулярно-статистич. теория этих явлений развита Семенченко.

Тепловое расширение Ж. Изменение объема с Тг-мпературой хорошо удовлетворяет (вплоть до нормальной Г закону Менделеева:

i-ht

кип )

DDo(l~kty, при этом Коновалов показал, что закон Менделеева получается теоретически из допущения, что работа расширения 5К. на 1°

+ ® зависит от t°. Полагая К = J и отбрасывая р (малое сравнительно с К), находим из условия (1):

к в формуле Менделеева для различных Ж меняется в пределах от 0,00080 до 0,00155.

При изучении теплового расширения Ж. важную роль играет закон прямолинейного диаметра Кальете и Матиа для двух сосуществующих фаз - жидкости и ее насыщенного пара:

A-at

здесь Di - ортобарическая плотность Ж., т. е. плотность Ж. под давлением насыщенного пара с плотностью D; при низких темп-рах Dg =0, а можно считать обычной изобарич. плотностью, и формула (2) дает закон Менделеева. Чем выше Ткрит. тем меньше коэфф. расширения Ж. а = { , при чем имеет место приблил:ен-

ное соотношение: а-Т ,. = 0,34. Клееман устанавливает связь мелоду а, коэфф-том сжимаемости и внутренним давлением К:

К = -Т I . Из обратной пропорциональности мелоду а и Т,.р ,. видно, что чем полярнее лшдкость, чем больше поверхностное натяжение а, тем меньше коэффициент расширения а ; приб.тиженно для всех Ж. имеем: а-(7= 0,032. Общего ур-ия состояния (как и для газов) для Ж. не существует если не говорить об ур-ии Ван-дер-Ваальса, количественно не удовлетворяющем экспериментальным данным для Ж. Для высоких внеш-

ем, занимаемый жидкостью.

Собственный объем Ь молекул Ж., по Клаузиусу-Моссоти, м. б. вычислен для нормальных Ж. по соотношению:

Ь = - Мг;,или Ъ -Mv,

где е-дпэлектрич. постоянная, а п-показатель преломления Ж. Для бесконечно длинных волн Е=У1 (см. Дисперсия света). Р. Лоренц и В. Герц назвали коэффициентом заполнения (Raumerfiillungszahl) tp = или

V = , который при соответственных температурах одинаков для всех нормальных Ж. Так, при T=Tg (нормальная точка кипения) WsU- Молекулярный критический объем tt p , . (равный, по Ван-дер-Ваальсу, 3 Ь) обладает свойствами аддитивности. Траубе определяет Ф- свободный молярный объем Ж. , считая, что объем, занятый молекулами Ъ, всегда аддитивно слагается из атомных объемов Уд компонентов: Ь = nv и Mv - nVa,Ф, где Мп-объем 1 г-мол. Ж. Оказывается, что для всех неассоциирован-ных Ж. Mv - v;%y =25,9 сл1/моль, для ассоциированных л<е всегда меньше; отсюда молено вычислить фактор ассоциации.

Внутренняя скрытая теплота испарения Ж. дает изменение внутренней энергии при переходе 1 кг (или 1 г-моля) Ж. в насыщенный пар. Из ур-ия Ван-дер-Ваальса имеем:

где f 1 и г\-объемы Ж. и насыш,енного пара.

Изменение молекулярной энтропии при испарении, или т. н. коэфф. Пикте-Трауто-

на, равно = f (Tg), где Tg - нормальная

темп-ра кипения, а qM = qiM-j- RT-полная теплота испарения; для всех нормальных Ж.,у к-рых Tg =300-4-500°, этот коэфф. почти одинаков и равен 20,5 cal/град. Вообще же принимается (по Кистяковскому, Кирееву и другим), что / (Т,) есть нек-рая мало изменяющаяся ф-ия Г:

f (Т,) -:=R\nR + R In Tg. Давление насыщенного пара Ж. - быстро возрастающая фушщия Т, достигающая наибольшего значения и обрывающаяся при T=T jpy,. когда р=р.кри 1. (критич. давлению). По Карпену, для всех

нормальных Ж . -50, т. е. р , со-

Ркртп.

ставляет Д молекулярного давления.

Точка плавления Tg и н о р м а л ь-ная точка кипения Tg для иеассоци-ированной Ж. оказываются соответственными темп-рами; V7= 0,64 = 0,44, следовательно 0,68 (Гульдберг). Поэтому и для



других величин имеем аналогичные условия:

=2,68, = 0,58 (Р. Лоренц и В. Герц).

Теплоемкость Ж. при постоянном давлении Ср отличается от теплоемкости при постоянном объеме С на величину внешней и внутренней работы. Вевьма значительна внутренняя работа, направленная против молекулярных сил, идущая на увеличение запаса потенциальной энергии Ж. при удалении их молекул друг от друга.

Ср-С, = {К + р)

(v-увеличение объема при нагревании на 1° при p=Const); это соотношение мол-сет слулшть для определения молекулярного давления К (см. Теплоемкость).

Вязкость Ж. (см. Вязкость). Для нормальных (неассоциированных) Ж. хорошо применимо ур-ие Бачинского: г] = , в

котором С-константа, v-молярный объем Ж., a-Q, аналогично вандерваальсовской постоянной Ъ, измеряет собственный объем молекул Ж. Эта ф-ла мол-сет служить для определения изменения вязкости с t° (t° влияет на Г] через v) и для определения вязкости смесей нормальных лшдкостей (зависимость Г] от концентрации). Для явной зависимости Г] нормальных Ж. от t° Бачинским пред-

лоладна эмпирическая формула: г] =

Механика Ж., т. е. законы равновесия и движения идеальных и реальных Ж., рассматривается гидростатикой (см.) и гидродинамикой (см.). Мелшолекулярпые силы, действующие в Ж., изучаются теорией поверхностных явлений и капиллярности (см. Поверхностное натяо/сение).

В виду сложности теплового движения частиц в Ж., мы и до сих пор не имеем молекул ярно-кипетич. теории жидкого состояния; в этом отношении газообразное и кри-ста.71личоское состояния теоретически гораздо лучше изучены. Относительно аморфного переохлажденного состояния Ж. см. Аморфное состояние вещества, Стекло.

Лит.: Хпо.т1ьсон О. Д., Курс физики, т. 1,3, Берлин, 192.Я; Б и р о и Е. В., Учение о газах и ясидь-остях, М.-П., 1923; О б р е и м о в И. В., Состояние вещества, П., 1922; И о ф ф е А. Ф., Лен-дни по молекулярной (тзике, II., 1922; Б а ч и нс к и й А. П., Временник об-ва им. X. Ледспцова , М., 1913, прилож. 3, стр. 23; Изв. физич. ин-та , М., 1921, т. 1, вып. 5-6; Менделеев Д. И., Ж*, ч. хим., СПБ, 1884, т. 16; Коновалов Д. П., Ж , ч. хим., СПБ, 1886, т. 18, стр. 395; К и с т я к о в с к и й в. А., Прикладная физич. химия, ч. 1 (описательная). Л., 1926; Ztschr. f. pliys. Chemie , Lpz., 1913, В. 86, p-. 82, 84, 90, 643; К r em a n n R.. Median. EigensehafLen d. flussigeu Stolfo, Handbuch d. allffein. Chemie, hrsg. v. P. Walden u. C. Drucker, B. 5, Lpz., 1928; В r i d g m a n, Proc. of the Amcr. Acad, of Arts a. Sciences*, Boston, 1912- 1913, V. 48-49; Tammann G., Kristallisieren und Sehmelzen, L., 1927; T a m m a n n G., Aggregat-zustiinde, 2 Aufl., Lpz., 1923; Ann. d. Phys. , 1912, 4 Folge, B. 37, p. 975; J ell i nek K.. Lehrbucli d. pliys. Cliemie, B. 1, 2 Aufl., Stg., 1928; W a 1 d e n P., Ztschr. f. pliys. Cliemie , Lpz., 1909, B. 65, p. 129; В a к к e r G., KapUlaritat, Handb. d. Experi-mentalphyslk, hrsg. von W. Wiener und Fr. Harms, B. 7, Lpz., 1928; R e h b i n d e г P., Grenzsflachen-aktivltiit H. Dielektrizitiitskonstante, Ztschr. f. phys. Chemie , Lpz., 1927, B. 129, p. 163; Semen-t s с h e n к 0 W., ibid., p. 178; T r a u b e J., t)ber d. Raumd. Atonic, <Sammlung chem. u. cbem.-techn. Vortrage . hrsg. v. W. Herz, Stg., 1899, B. 4, H. 7-8; L 0 г e n z R., RauHierfullung u. lonenbeweglichkeit, Lpz., 1922; Richards th., Am. Soc. , 1912, V. 34, p. 971. П. Ребиндер.

ЖИЛИЩНОЕ СТРОИТЕЛЬСТВО. Развитие капитализма в России около середины 19 в. вызвало рост городских и промышленных центров. Т. н. освобождение крестьянства от крепостной зависимости усилило этот темп, толкнуло государство к усиленному развитию фабрично - заводской промышленности, постройке жел. дорог и т. д. К концу 19 века число рабочих, занятых в промьппленности, уже достигает 2 млн. чел. Все эти условия вызвали значительный приток населения в города и фабрично-заводск. центры. Как пример роста городов того времени можно назвать Москву, население которой с 1865 но 1871 г. возросло с 364 до 600 тыс. чел., т. е. почти удвоилось, давая прирост в 16,6% ежегодно, тогда как в период с 1882 по 1912 г. ежегодный прирост составлял лишь 2,4%, а в настоящее время 4%. Обострение лшлищного кризиса в крупных промышленных центрах следует отнести к началу 20 в. Жилище рабочего класса довоенного времени представляло собою либо фабричную казарму либо ночленку, где рабочие помещались на нарах, вповалку. Ограниченная часть рабочего класса имела возможность селиться в б. или м. культурных условиях. Нек-рые фабриканты, при-надлел-савшие к передовой буржуазии, пытались строить отдельные домики для рабочих (Раменская фабрика Бардыгина, Моро-зовская мануфактура в Твери и т. д.), по эти попытки ни в . какой степени не изменяли тялселых жилищных условий рабочего класса. Подавляющее большинство рабочих вынуждено было ютиться в жалких хижинах на окраинах, в темных и сырых клеттпках, лишенных самых примитивных удобств. Имущие классы располагали большими избытками лшлой площади, прочее л-се население тесни.чось на небольших площадях. Аналогичные условия имели место и за границей, где повсюду в больших городах среднее число комнат, находившихся в пользовании у одной семьи, неизменно уменьшалось. В 1910 г. в Москве 25% населения размещалось в квартирах в одну комнату, с числом обитателей в среднем 6,5 чел. на комнату; в Ленинграде в 1900 г. однокомнатных квартир было ок. 30%. В табл. 1

Табл. 1 .-Ж илищная нужда по данным 1910 г.

Города

Число обитателей в однокомнатной квартире

Колич. населения, размещ. в однокомн. квартирах (в%)*

Москва Баку . Берлин Вена . Лондон


♦ От всего населения в рабочем поселке в 1- и 2-комнатных квартирах.

приведены нек-рые цифры, характеризующие распределение жилищной площади по статистич. данным 1910 г. К этому нулно добавить, что во всех больших городах рабочие обитали г.т. обр. в подвальных или



1 2 [ 3 ] 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 110 111 112 113 114 115 116 117 118 119 120 121 122 123 124 125 126 127 128 129 130 131 132 133 134 135 136 137 138 139 140 141 142 143 144 145 146 147 148 149 150 151 152 153