|
|
|
Главная --> Справочник терминов Теплоемкость теплопроводность Чтобы оценить предельное напряжение, которое полимер может выдержать, не разрушаясь, рассчитывают теоретическую прочность. Наиболее просто это сделать для кристаллического тела с известными параметрами кристаллической решетки и известной энергией связей в решетке. Например, чтобы определить теоретическую прочность кристалла поваренной соли, умножим энергию ионных связей в кристаллической решетке Na+Cl~ на число таких связей в единице поперечного сечения образца, рассчитаем работу разрушения кристалла, а затем и напряжение, необходимое для осуществления этой работы. Для кристалла NaCl получим значение напряжения около 2000 МПа. Для определения реальной прочности следует испытать экспериментально специально приготов- Величина оп называется предельно достижимой прочностью: при Г- О К оп = ^р°/^а, а при VI? ~ЕЛ (^д — энергия диссоциа-. ций связей) получаем теоретическую прочность оП1. В реальных полимерах Прочность полимеров в конечном итоге зависит от сил взаимодействия между частицами (атомами, молекулами), из которых состоят эти вещества. Таким образом, зная величину валентных и межмолекулярных сил, а также число макромолекул, приходящееся на единицу сечения образца, можно в принципе вычислить максимальную, теоретическую прочность материала, т. е. способность тела выдержать без нарушения его сплошности нагрузку в течение заданного времени. Прочность полимеров в конечном итоге зависит от сил взаимодействия между частицами (атомами, молекулами), из которых состоят эти вещества. Таким образом, зная величину валентных и межмолекулярных сил, а также число макромолекул, приходящееся на единицу сечения образца, можно в принципе вычислить максимальную, теоретическую прочность материала, т. е. способность тела выдержать без нарушения его сплошности нагрузку в течение заданного времени. Борн9 рассчитал теоретическую прочность каменной соли при всестороннем равномерном растяжении, а Двикки10—при одноосном растяжении. Результаты этих расчетов, как и последующие расчеты теоретической прочности, строго говоря, справедливы только при температуре абсолютного нуля. Сказанное подтверждается результатами Шенда48, который, исходя из экспериментальных данных и формулы Нейбера для коэффициента концентрации напряжения, рассчитал для стекол перенапряжение в вершине трещины з,'„, при котором разрушение стекла происходит с большими скоростями. Эта величина различна для разных стекол, но во всех случаях превышает в 2 — 3 раза теоретическую прочность, рассчитанную по формуле Орована. В неориентированном же материале рвется не только V3 химических связей, но и часть вандерваальсовых связей, вкладом которых в грубом расчете можно пренебречь. При этом теоретическая прочность предельно ориентированного материала а'т должна превышать теоретическую прочность неориентированного ат в п раз, где я>1. Следовательно числив fm, можно оценить и теоретическую прочность полимера [12, 115, 123]: а затем определить коэффициенты Борна, сравнив найденные по (5.9) значения с табличными значениями v, вычисленными по формуле (5.7) для произвольных m и п. Такой расчет проводился [132] для полиэтилена, капрона и поликарбоната, причем в уравнении (5.9) использовалось разрушающее напряжение при растяжении Ср. Зная т ,и п, нетрудно по известной схеме, пользуясь соотношением (5.6), определить теоретическую прочность. Полагая энергию связи С—С и отвечающую ей частоту собственных колебаний в полиэтилене такими же, как в этане [66], рассчитывают теоретическую прочность полиэтилена ас-с, которая оказывается равной: огС-с = —^- ^ 6- 1СГ4 дин/связь. Экспериментальным путем найдено, что стС-с = 5,7-10~4 дин/связь. Практически полное совпадение результатов и расчета эксперимента в данном примере случайно, поскольку расчеты носят приближенный характер. Теоретическую прочность можно также рассчитать, пользуясь соотношением При термодинамических расчетах процессов переработки газов чаще всего используют следующие теплофизические свойства: давление, температуру, сжимаемость, удельный объем, плотность, энтальпию, энтропию, теплоемкость, теплопроводность, вязкость [27—31 ]. К важнейшим теплофизическим параметрам материалов, имеющим большое значение при определении возможности использования их в низкотемпературных конструкциях, относятся теплоемкость, теплопроводность и термическое расширение (сжатие) при охлаждении. Таким образом, сущность термического анализа заключается в изучении физических и химических превращений, происходящих в индивидуальных веществах или системах по сопровождающим эти превращения тепловым эффектам. Такие эффекты могут быть достаточно надежно обнаружены методом дифференциального термического анализа (ДТА) по регистрации изменения температуры образца при равномерном нагреве термического блока, в который он помещен. При этом особенно ценная информация получается при записи зависимости разности температур исследуемого образца и помещенного в тот же блок эталонного вещества, в котором не происходят указанные выше превращения от температуры. На регистрируемой кривой ДТА в виде пиков появляются все термические эффекты, обусловливающие в определенных температурных областях более быстрый или более медленный нагрев образца по сравнению с эталоном. Получаемые кривые ДТА дают возможность количественно оценивать термические параметры (теплоемкость, теплопроводность), определять не только значения температур, но и величины тепловых эффектов фазовых превращений и химических реакций. При определенном коэф- При термодинамических расчетах процессов переработки газов чаще всего используют следующие теплофизические свойства: давление, температуру, сжимаемость, удельный объем, плотность, энтальпию, энтропию, теплоемкость, теплопроводность, вязкость [27—31 ]. Теплофизические свойства (теплоемкость, теплопроводность, вязкость) чистых веществ и некоторых смесей, а также коэффициенты диффузии газов приведены в справочных изданиях [1,7—12]. Свойства многокомпонентных смесей определяют расчетным путем. Механические свойства при растяжении (прочность при разрыве, относительное удлинение при разрыве, предел текучести при растяжении) Стойкость к растрескиванию Твердость по вдавливанию шарика Модуль упругости при изгибе Степень кристалличности i Температура хрупкости Температура плавления Теплостойкость по Вика Удельная теплоемкость Теплопроводность теплоемкость, теплопроводность Тепловые свойства древесины включают теплоемкость, теплопроводность, температуропроводность и тепловое расширение. Удельная теплоемкость древесины практически не зависит от плотности и древесной породы, и для абсолютно сухой древесины при 0°С ее значение 1,55 кДж/(кг°С). С ростом температуры это значение увеличивается почти линейно и при 100°С оно больше почти на 25%, чем при 0°С. Удельная теплоемкость воды 4,19 кДж/(кг-°С) выше почти в 2,5 раза по сравнению с древесиной, поэтому присутствие воды повышает теплоемкость древесины. В процессе эксплуатации технологических установок оператору необходимо знать основные физико-химические свойства компонентов, входящих в состав газа, газового конденсата и нефти, такие как плотность и температура кипения индивидуальных углеводородов и фракций, пределы взрываемое™, реакционную способность отдельных углеводородов, теплоемкость, теплопроводность и ряд других параметров, определяющих условия переработки и степень воздействия газов и нефтепродуктов на организм человека. Неполное окружение поверхностных атомов соседями (пониженная координация), изменение параметров решетки и поверхностные вакансии вызывают ослабление силовых полей, действующих на поверхностные атомы. В результате изменяются динамические свойства поверхностных решеток: фононный спектр, квадраты амплитуд и скоростей атомных колебаний и др. Все это сказывается на таких явлениях, как поверхностная диффузия, растекание (смачивание), плавление, теплоемкость, теплопроводность, рассеяние носителей тока на поверхности. Ослабление химических связей на поверхности приводит к росту амплитуд колебаний атомов на поверхности. Следовательно, для поверхностных реакций требуется меньшая энергия активации. где р, Л> с, А. — соответственно плотность, вязкость, теплоемкость, теплопроводность реакционной массы и воды.  Термодинамически контролируемых Технических материалов Термодинамически устойчивых Термометра холодильника Термометром нагревают Термометром растворяют Термометр показывает Термопластичных полимеров Термостойких полимеров |
- |
Навигация