Теплофизические свойства жидких высокомолекулярных углеводородов и их галогенозамещенных

• Автор: Коротковский, Вадим Игоревич
• Шифр специальности: 01.04.07
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2013
• Место защиты: Курск
• Количество страниц: 177 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
ВВЕДЕНИЕ
ГЛАВА I. КРАТКИЙ ОБЗОР СОВРЕМЕННЫХ ПРОБЛЕМ ФИЗИКИ ЖИДКОСТИ
Общие замечания
1.1 Разновидности уравнения состояния Ван-дер-Ваальса
1.2 Статистические теории
1.3 Модельные теории
Краткие выводы к главе
ГЛАВА II. МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ИЗОБАРНОЙ ТЕПЛОЕМКОСТИ, ПЛОТНОСТИ И СКОРОСТИ УЛЬТРАЗВУКОВЫХ ВОЛН
Общие замечания
2.1 Методика измерения изобарной теплоемкости органических жидкостей
2.1.1 Теоретические основы метода монотонного нагрева
2.1.2 Характер модернизации установки ИТ-СР-
2.1.3 Блок питания нагревателей
2.1.4 Методика измерения теплоемкости
2.1.5 Методика вычисления теплоемкости
2.1.6 Калибровка и оценка погрешности измерений
2.1.7 Контрольные измерения
2.2 Методика измерения скорости ультразвука
2.3 Методика измерения плотности
Краткие выводы к главе II

ГЛАВА III. РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЙ ЖИДКИХ ВЫСОКОМОЛЕКУЛЯРНЫХ УГЛЕВОДОРОДОВ, ИХ
ГАЛОГЕНОЗАМЕЩЕННЫХ И СМЕСЕЙ
Общие замечания
3.1 Результаты экспериментальных исследований
3.1.1 Теплоемкость
3.1.2 Скорость распространения ультразвуковых волн
3.1.3 Плотность
3.2 Расчёт теплофизических свойств жидких высокомолекулярных углеводородов, их галогенозамещенных и смесей
3.3 Расчёт теплофизических свойств сквалана
Краткие выводы к главе III
ГЛАВА IV. О ВОЗМОЖНОСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ПРЕДСТАВЛЕНИЙ ДИСКРЕТНО-КОНТИНУАЛЬНОЙ МОДЕЛИ ДЛЯ ОПИСАНИЯ РАВНОВЕСНЫХ СВОЙСТВ ВЫСОКОМОЛЕКУЛЯРНЫХ УГЛЕВОДОРОДОВ, ИХ ГАЛОГЕНОЗАМЕШЕННЫХ И СМЕСЕЙ
4.1 Уравнение состояния в дискретно-континуальной модели
4.2 Интегральная константа дисперсионных сил для н-алканов и ее
связь с энергией межмолекулярного взаимодействия
4 .3 Интегральная константа дисперсионных сил для
галогенозамещенных углеводородов
4.4 Интегральная константа дисперсионных сил для смеси галоидный алкан+ н-алкан
4.5 Вклад других сил в энергию межмолекулярного взаимодействия
4.6 Оценка величины энергии межмолекулярного взаимодействия по данным о скорости звука и плотности
Краткие выводы к главе IV
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ С11ИСОК
ПРИЛОЖЕНИЕ

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность темы диссертации. Основной задачей физики конденсированного состояния является установление связи макроскопических свойств вещества с его молекулярной структурой, характером и интенсивностью меж-молекулярных сил. В этой связи экспериментальные и теоретические исследования равновесных свойств различных веществ весьма актуальны.
В силу специфических особенностей жидкости физика жидкого состояния заметно отстаёт в своём развитии от теорий газового и кристаллического состояний вещества. Высокий уровень развития статистических теорий газов и кристаллов обусловлен возможностью использования простых модельных представлений газового и кристаллического состояний. В случае же жидкого состояния вещества, сочетающего сильное взаимодействие между молекулами с относительно большой неупорядоченностью их расположения, построение общего универсального уравнения состояния, описывающего свойства жидкостей независимо от их природы, по-видимому, крайне затруднительно.
Несомненный интерес представляют исследования теплофизических свойств веществ, обладающих однотипной структурой молекул и сходным характером межмолекулярных сил, к числу которых относятся предельные углеводороды и их галогенозамещённые. Совместное изучение теплофизических свойств указанных веществ имеет большое научно-теоретическое значение, так как способствует выявлению закономерностей в изменении калорических и упругих свойств жидкостей, связанных с особенностями структуры молекул и характера межмолекулярных сил. Степень актуальности всесторонних исследований физико-химических свойств галогенозамещённых углеводородов существенно повышается в связи с их широким и многообразным использованием в химической, нефтехимической, газоперерабатывающей, фармацевтической промышленности и других областях.
Связь работы с крупными научными программами (проектами) и темами. Работа выполнена на кафедре общей физики Курского государственного университета в соответствии с тематическим планом научно-

костей, взаимодействие между молекулами которых можно описать потенциалом (6-12). Для изотермической сжимаемости им получено

Рт п(1-у0/ь>) о для изобарного коэффициента теплового расширения

для теплоемкостей

С., -—Nk,
и энтропии
СР = Nk
S - Nk

- + ln

Здесь А

, b0 = —TtNi сг3, и0 = -псР, сги є— параметры потенциала 2 л 2
Леннард-Джонса. Проверка приведенных выше формул для одноатомных (аргона), двухатомных (кислорода) и сложных (воды, метанола и др.) жидкостей указывает на качественное согласие теории с экспериментальными данными. Как в ранних вариантах, так и во всех других упрощенных модификациях и обобщениях решёточных теорий лежит фундаментальное предположение о том, что «постоянная» решётки возрастает с уменьшением плотности. Это означает, что расстояние между ближайшими соседями есть функция плотности
V а —,

(1.35)
где а - постоянная, зависящая от структуры решётки. Уравнение (1.35) является следствием предположения о наличии решёточной структуры. В то время как экспериментально найденная радиальная функция распределения для