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化工介质属性名词解释1、分子式:用元素符号和数字组合或化学键官能团来表示物资组成与结构的式子。2、相对密度:物质的相对密度定义为该物质的密度和某一标准物质的密度之比。也称为比重。标准物资:A对于液体是一个标准大气压下,温度为4℃压力为一个大气压下的纯水的密度为标准即1.0g/L;B、对于气体温度和压力在标准条件下(在0摄氏度及一个标准大气压下(1.013×10^5Pa))的空气密度1.293g/L为标准。3、沸点:英文:BoilingPoint沸点:在一定压力下,某物质的饱和蒸汽压与此压力相等时对应的温度。饱和蒸汽压:在一定温度下,与液体或固体处于相平衡的蒸汽所具有的压力称为饱和蒸汽压。一般情况下,物质的沸点随压力的增大而增大,随压力的减小而减小。4、熔点(meltingpoint)熔点是固体将其物态由固态转变(熔化)为液态的温度。进行相反动作(即由液态转为固态)的温度,称之为凝固点。与沸点不同的是,熔点受压力的影响很小。而大多数情况下一个物体的熔点就等于凝固点。晶体开始融化时的温度叫做熔点。物质有晶体和非晶体,晶体有熔点,而非晶体则没有熔点。晶体又因类型不同而熔点也不同.一般来说晶体熔点从高到低为,原子晶体离子晶体金属晶体分子晶体。在分子晶体中又有比较特殊的,如水,氨气等.它们的分子只间因为含有氢键而不符合同主组元素的氢化物熔点规律性变化''的规律。熔点是一种物质的一个物理性质。物质的熔点并不是固定不变的,有两个因素对熔点影响很大。一是压强,平时所说的物质的熔点,通常是指一个大气压时的情况;如果压强变化,熔点也要发生变化。熔点随压强的变化有两种不同的情况.对于大多数物质,熔化过程是体积变大的过程,当压强增大时,这些物质的熔点要升高;对于像水这样的物质,与大多数物质不同,冰熔化成水的过程体积要缩小(金属铋、锑等也是如此),当压强增大时冰的熔点要降低。另一个就是物质中的杂质,我们平时所说的物质的熔点,通常是指纯净的物质。但在现实生活中,大部分的物质都是含有其它的物质的,比如在纯净的液态物质中熔有少量其他物质,或称为杂质,即使数量很少,物质的熔点也会有很大的变化,例如水中熔有盐,熔点就会明显下降,海水就是熔有盐的水,海水冬天结冰的温度比河水低,就是这个原因。饱和食盐水的熔点可下降到约-22℃,北方的城市在冬天下大雪时,常常往公路的积雪上撒盐,只要这时的温度高于-22℃,足够的盐总可以使冰雪熔化,这也是一个利用熔点在日常生活中的应用。熔点实质上是该物质固、液两相可以共存并处于平衡的温度,以冰熔化成水为例,在一个大气压下冰的熔点是0℃,而温度为0℃时,冰和水可以共存,如果与外界没有热交换,冰和水共存的状态可以长期保持稳定。在各种晶体中粒子之间相互作用力不同,因而熔点各不相同。同一种晶体,熔点与压强有关,一般取在1大气压下物质的熔点为正常熔点。在一定压强下,晶体物质的熔点和凝固点都相同。熔解时体积膨胀的物质,在压强增加时熔点就要升高。在有机化学领域中,对于纯粹的有机化合物,一般都有固定熔点。即在一定压力下,固-液两相之间的变化都是非常敏锐的,初熔至全熔的温度不超过0.5~1℃(熔点范围或称熔距、熔程)。但如混有杂质则其熔点下降,且熔距也较长。因此熔点测定是辨认物质本性的基本手段,也是纯度测定的重要方法之一。测定方法一般用毛细管法和微量熔点测定法。在实际应用中我们都是利用专业的测熔点仪来对一种物质进行测定。(右图就是一台显微图像熔点仪)钨(W)是熔点最高的金属,在2000℃-2500℃高温下,蒸汽压仍很低。钨的硬度大,密度高,高温强度好。下面是几种物质的熔点/摄氏度(℃)气压(在标准大气压下)碳(金刚石)3550钨3410+22-22铂1769铁1535钢1300-1400灰铸铁1200铜1083金1064铝660铅327锡232萘80.5硫代硫酸钠48水(冰)0固态水银-39固态甲苯-95固态酒精-117固态氮-210固态氧-218固态氢-259物质的熔点,即在一定压力下,纯物质的固态和液态呈平衡时的温度,也就是说在该压力和熔点温度下,纯物质呈固态的化学势和呈液态的化学势相等,而对于分散度极大的纯物质固态体系(纳米体系)来说,表面部分不能忽视,其化学势则不仅是温度和压力的函数,而且还与固体颗粒的粒径有关.5、(液体在流动时,在其分子间产生内摩擦的性质,称为液体的黏性,粘性的大小用黏度表示,粘度又分为动力黏度与运动黏度度。)粘度基础知识:1.黏度:将流动着的液体看作许多相互平行移动的液层,各层速度不同,形成速度梯度(dv/dx),这是流动的基本特征.(见图)由于速度梯度的存在,流动较慢的液层阻滞较快液层的流动,因此.液体产生运动阻力.为使液层维持一定的速度梯度运动,必须对液层施加一个与阻力相反的反向力.在单位液层面积上施加的这种力,称为切应力τ(N/m2).切变速率(D)D=dv/dx(S-1)切应力与切变速率是表征体系流变性质的两个基本参数牛顿以图4-1的模式来定义流体的粘度。两不同平面但平行的流体,拥有相同的面积”A”,相隔距离”dx”,且以不同流速”V1”和”V2”往相同方向流动,牛顿假设保持此不同流速的力量正比于流体的相对速度或速度梯度,即:τ=ηdv/dx=ηD(牛顿公式)其中η与材料性质有关,我们称为“粘度”。2.黏度定义:将两块面积为1m2的板浸于液体中,两板距离为1米,若加1N的切应力,使两板之间的相对速率为1m/s,则此液体的粘度为1Pa.s。牛顿流体:符合牛顿公式的流体。粘度只与温度有关,与切变速率无关,τ与D为正比关系。非牛顿流体:不符合牛顿公式τ/D=f(D),以ηa表示一定(τ/D)下的粘度,称表观粘度。又称黏性系数、剪切粘度或动力粘度。流体的一种物理属性,用以衡量流体的粘性,对于牛顿流体,可用牛顿粘性定律定义之:式中μ为流体的黏度;τyx为剪切应力;ux为速度分量;x、y为坐标轴;dux/dy为剪切应变率。流体的粘度μ与其密度ρ的比值称为运动粘度,以v表示。粘度随温度的不同而有显著变化,但通常随压力的不同发生的变化较小。液体粘度随着温度升高而减小,气体粘度则随温度升高而增大。对于溶液,常用相对粘度μr表示溶液粘度μ和溶剂粘度μ之比,即:相对粘度与浓度C的关系可表示为:μr=1+【μ】C+K′【μ】C+…式中【μ】为溶液的特性粘度,K′为系数。【μ】、K′均与浓度无关。不同流体的粘度差别很大。在压强为101.325kPa、温度为20℃的条件下,空气、水和甘油的动力粘度和运动粘度为:空气μ=17.9×10Pa·s,v=14.8×10m/s水μ=1.01×10Pa·s,v=1.01×10m/s甘油μ=1.499Pa·s,v=1.19×10m/s由于粘度的作用,使物体在流体中运动时受到摩擦阻力和压差阻力,造成机械能的损耗(见流动阻力)。各种流体的粘度数据,主要由实验测得。常用的粘度计有毛细管式、落球式、锥板式、转筒式等。在工业上有时用特定形式的粘度计来测定特定的条件粘度。如炼油工业中常用恩氏粘度(或恩格拉粘度)作为石油产品的一个指标,它表示某一温度下200cm油品与同体积20℃纯水,从恩氏粘度计中流出所需时间之比。恩氏粘度与动力粘度的关系可按经验公式换算。又如橡胶工业中常用门尼粘度为衡量橡胶平均分子量及可塑性的一个指标。在缺少粘度实验数据时,可按理论公式或经验公式估算粘度。对于压力不太高的气体,估算结果较准;对于液体则较差。对非均相流体(如低浓度悬浮液)的粘度,可以用爱因斯坦公式估算:式中μm为悬浮液的粘度;μ为连续相液体的粘度;φ为悬浮液中分散相的体积分数;μd为分散相粘度。当分散相为固体颗粒时,μd→∞,;当分散相为气泡时,μd→0,μm=(1+φ)μ。3.粘度测定有:动力粘度、运动粘度和条件粘度三种测定方法。(1)动力粘度:ηt是二液体层相距1厘米,其面积各为1(平方厘米)相对移动速度为1厘米/秒时所产生的阻力,单位为克/厘米·秒。1克/厘米·秒=1泊一般:工业上动力粘度单位用泊来表示。(2)运动粘度:在温度t℃时,运动粘度用符号γ表示,在国际单位制中,运动粘度单位为斯,即每秒平方米(m2/s),实际测定中常用厘斯,(cst)表示厘斯的单位为每秒平方毫米(即1cst=1mm2/s)。运动粘度广泛用于测定喷气燃料油、柴油、润滑油等液体石油产品深色石油产品、使用后的润滑油、原油等的粘度,运动粘度的测定采用逆流法(3)条件粘度:指采用不同的特定粘度计所测得的以条件单位表示的粘度,各国通常用的条件粘度有以下三种:①恩氏粘度又叫思格勒(Engler)粘度。是一定量的试样,在规定温度(如:50℃、80℃、100℃)下,从恩氏粘度计流出200毫升试样所需的时间与蒸馏水在20℃流出相同体积所需要的时间(秒)之比。温度tº时,恩氏粘度用符号Et表示,恩氏粘度的单位为条件度。②赛氏粘度,即赛波特(sagbolt)粘度。是一定量的试样,在规定温度(如100ºF、F210ºF或122ºF等)下从赛氏粘度计流出200毫升所需的秒数,以“秒”单位。赛氏粘度又分为赛氏通用粘度和赛氏重油粘度(或赛氏弗罗(Furol)粘度)两种。③雷氏粘度即雷德乌德(Redwood)粘度。是一定量的试样,在规定温度下,从雷氏度计流出50毫升所需的秒数,以“秒”为单位。雷氏粘度又分为雷氏1号(Rt表示)和雷氏2号(用RAt表示)两种。上述三种条件粘度测定法,在欧美各国常用,我国除采用恩氏粘度计测定深色润滑油及残渣油外,其余两种粘度计很少使用。三种条件粘度表示方法和单位各不相同,但它们之间的关系可通过图表进行换算。同时恩氏粘度与运动粘度也可换算,这样就方便灵活得多了。粘度的测定有许多方法,如转桶法、落球法、阻尼振动法、杯式粘度计法、毛细管法等等。对于粘度较小的流体,如水、乙醇、四氯化碳等,常用毛细管粘度计测量;而对粘度较大流体,如蓖麻油、变压器油、机油、甘油等透明(或半透明)液体,常用落球法测定;对于粘度为0.1~100Pa•s范围的液体,也可用转筒法进行测定。4.其他概念:实验室测定粘度的原理一般大都是由斯托克斯公式和泊肃叶公式导出有关粘滞系数的表达式,求得粘滞系数。粘度的大小取决于液体的性质与温度,温度升高,粘度将迅速减小。因此,要测定粘度,必须准确地控制温度的变化才有意义。粘度参数的测定,对于预测产品生产过程的工艺控制、输送性以及产品在使用时的操作性,具有重要的指导价值,在印刷、医药、石油、汽车等诸多行业有着重要的意义。1845年,英国数学家、物理学家斯托克斯(G.G.Stokes,1819-1903)和法国的纳维(C.L.M.H.Navier)等人分别推导出粘滞流体力学中最基本的方程组,即纳维-斯托克斯方程,奠定了传统流体力学的基础。1851年,斯托克斯推导出固体球体在粘性介质中作缓慢运动时所受的阻力的计算公式,得出在给定力(重力)的作用下,阻力与流速、粘滞系数成比例,即关于阻力的斯托斯公式。纳维-斯托克斯方程是数学中最为难解的非线性方程中的一类,寻求它的精确解是非常困难的事。直至今天,大约也只有70多个精确解,只有大约一百多个特解被解出来,是最复杂的、尚未被完全解决的世界级数学难题之一。5.粘度单位换算表动力粘度单位换算;:1厘泊(1cP)=1毫帕斯卡.秒(1mPa.s)100厘泊(100cP)=1泊(1P)1000毫帕斯卡.秒(1000mPa.s)=1帕斯卡.秒(1Pa.s)动力粘度与运动粘度的换算:η=ν.ρ式中η---试样动力粘度(mPa.s)ν---试样运动粘度(mm2/s)ρ---与测量运动粘度相同温度下试样的密度(g/cm3)恩氏粘度与运动粘度换算:ν/mm·s°Eν/mm·s°Eν/mm·s°Eν/mm·s°Eν/mm·s°E11172.55405.35729.5112015.81.51.0617.52.6415.48739.6412516.521.12182.65425.61749.7713017.22.51.1718.52.71435.74759.913517.831.221
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