ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
5 6
СОДЕРЖАНИЕ
Решение типовых задач……………………………
3
Задачи и вопросы контрольных заданий …….
14
Варианты контрольных заданий ………………
55
Приложения …………………………………….......
57
РЕШЕНИЕ ТИПОВЫХ ЗАДАЧ
Задача 1. Определите поверхностное натяжения жид-
кости, если в капилляре с диаметром d=1-10~
3
м она подни-
мается на высоту h = 32,6⋅10
-3
м. Плотность жидкости р =
1000 кг/м
3
. Краевой угол смачивания θ= 0°.
Решение. При использовании метода поднятия жидко-
сти в капилляре для расчета применяют уравнение Жорена:
Задача 2. При адсорбции азота на активированном уг-
ле при 220 К получены следующие данные:
Р, Па 1870 6100 18 000 33 000 70 000
а-10
3
, м3/кг 5 14 23 32 41
Плотность газообразного азота р = 1,25 кг/м
3
. По-
стройте изотерму адсорбции в линейных координатах. Рас-
считайте константы a
∞
и k уравнения Лэнгмюра. Определите
удельную поверхность активированного угля.
Решение. Площадь, занимаемая одной молекулой азо-
та в насыщенном монослое, составляет S
0
= 16 – 10
-20
м
2
.
Линейная форма уравнения Лэнгмюра выражает-
ся1/а=1/а
∞
+1/а
∞
kp.
Определим 1/р и 1/а: -
1/p10
4
5,36 1,63 0,30 0,14
1/a 10-
3
0,20 0,07 0,03 0,02
Строим график зависимости1/a 10~
3-
1/p10
4
. По графи-
ку находим 1/ а
∞
как отрезок, отсекаемый прямой на оси ор-
динат. Согласно графику 1/а
∞
= 20; a
∞
= 0,05 м
3
/кг. По гра-
фику тангенс угла наклона прямой tgα=1/a
∞
k= 332⋅l0
3
отку-
да k=6⋅10-
5
. Определим S
уд
=a
∞
N
Α
Sо. Для расчета необходи-
мо а
∞
выразить в моль/кг. Поэтому записываем S
уд
= (a
∞
ρ/
M) N
A
S
0
; окончательно имеем S
уд
= (0,05⋅1,25/28⋅10
-3
)
6,02⋅10
23
⋅16⋅10
-20
м
2
/кг = 215⋅10
3
м
2
/кг.
Задача 3. Определите поверхностную активность мас-
ляной кислоты на границе раствор - воздух при 283 К по
следующим данным:
С, кмоль/м
3..................................
0,00 0,02 0,05 0,10 0,25 0,50
σ⋅10
-3
, Дж/м
2 ..............................
74 69 64 60 51 44
Решение. Построив по данным график зависимости
σ
-
С, определяем
Задача 4. Вычислите удельную поверхность угольной
пыли с диаметром частиц d=8-10
-5
м. Плотность угля р =
1,8-10
3
кг/м
3
.
Решение. Под удельной поверхностью S
УД
системы с
шарообразными частицами понимают отношение, общей
поверхности, раздробленного вещества к единице массы
или к единице объема. Поверхность шарообразной частицы
S
ш
= 4πr
2
.
где п — число частиц в единице объема.
Масса шарообразной частицы m = 4/3πr
3
р. Тогда
1/p104 5,36 1,63 0,30 0,14
СОДЕРЖАНИЕ 1/a 10-3 0,20 0,07 0,03 0,02
Строим график зависимости1/a 10~3- 1/p104. По графи-
Р еш е ни е типо в ых за да ч…… ……… ……… …… … 3 ку находим 1/ а∞ как отрезок, отсекаемый прямой на оси ор-
З а дач и и во про сы контрольных за да ни й …… . 14 динат. Согласно графику 1/а∞ = 20; a∞ = 0,05 м3/кг. По гра-
Вариа н ты контроль ных за дан ий … ………… … 55 фику тангенс угла наклона прямой tgα=1/a∞k= 332⋅l03 отку-
Приложения … ………… ……… …… ……… ….. ... .. 57 да k=6⋅10-5. Определим Sуд=a∞NΑSо. Для расчета необходи-
мо а∞ выразить в моль/кг. Поэтому записываем Sуд = (a∞
ρ/M) NAS0; окончательно имеем Sуд = (0,05⋅1,25/28⋅10-3)
РЕШЕНИЕ ТИПОВЫХ ЗАДАЧ
6,02⋅1023⋅16⋅10-20 м2/кг = 215⋅103 м2/кг.
Задача 1. Определите поверхностное натяжения жид-
Задача 3. Определите поверхностную активность мас-
кости, если в капилляре с диаметром d=1-10~3 м она подни-
ляной кислоты на границе раствор - воздух при 283 К по
мается на высоту h = 32,6⋅10-3 м. Плотность жидкости р = следующим данным:
1000 кг/м3. Краевой угол смачивания θ= 0°. С, кмоль/м3.................................. 0,00 0,02 0,05 0,10 0,25 0,50
Решение. При использовании метода поднятия жидко- σ⋅10-3, Дж/м2 .............................. 74 69 64 60 51 44
сти в капилляре для расчета применяют уравнение Жорена: Решение. Построив по данным график зависимости σ -
С, определяем
Задача 4. Вычислите удельную поверхность угольной
Задача 2. При адсорбции азота на активированном уг- пыли с диаметром частиц d=8-10 -5 м. Плотность угля р =
ле при 220 К получены следующие данные: 1,8-103 кг/м3.
Р, Па 1870 6100 18 000 33 000 70 000 Решение. Под удельной поверхностью SУД системы с
а-103, м3/кг 5 14 23 32 41
шарообразными частицами понимают отношение, общей
Плотность газообразного азота р = 1,25 кг/м3. По- поверхности, раздробленного вещества к единице массы
стройте изотерму адсорбции в линейных координатах. Рас- или к единице объема. Поверхность шарообразной частицы
считайте константы a∞ и k уравнения Лэнгмюра. Определите Sш = 4πr2.
удельную поверхность активированного угля.
Решение. Площадь, занимаемая одной молекулой азо-
та в насыщенном монослое, составляет S0= 16 – 10 -20 м2. где п — число частиц в единице объема.
Линейная форма уравнения Лэнгмюра выражает- Масса шарообразной частицы m = 4/3πr3р. Тогда
ся1/а=1/а∞+1/а∞ kp.
Определим 1/р и 1/а: -
5 6
