МАТЕМАТИЧЕСКИЕ МОДЕЛИ ВРЕМЕН РЕЛАКСАЦИИ НЕОДНОРОДНЫХ ЖИДКОСТЕЙ ВДОЛЬ КРИТИЧЕСКИХ НАПРАВЛЕНИЙ

Abstract

В работе проведены экспериментальные исследования кинетики установления равновесия в неоднородном растворе метанол-гексан в гравитационном поле вблизи критической температуры расслоения. Эти исследования впервые показали, что максимальные значения времен релаксации неоднородного по высоте вещества наблюдаются не на уровне критической изохоры (z = 0), а соответствуют высотам (z ¹ 0) с некритическими значениями концентрации и плотности. В рамках параметрического уравнения состояния вещества рассчитаны параметры это­­го уравнения, которые соответствуют линии экстремумов времен релаксации не­од­но­­род­ной жидкости в гравитационном поле. Показано, что вдоль этой линии не­од­но­род­ные жидкости одновременно обладают свойствами систем вдоль трех критических направлений: критической изохоры, критической изотермы, границы раздела фаз. Методика проведения эксперимента состоит в следующем. Первоначально двойной раствор метанол-гексан более суток термостатировался при критической температуре раствора до тех пор, пока в оптической камере не устанавливалось равновесное распределение. Затем вещество за малый интервал времени нагревалось до некоторой температуры, которая поддерживалась постоянной продолжительное время. При быстром нагреве неоднородной системы от критической температуры начальное высотное распределение вещества становится неравновесным. Вследствие этого неоднородная система начинает переходить к новому высотному равновесному распределению. При подходе системы к состоянию равновесия в течение определенного интервала времени на разных высотах концентрации и градиент концентрации вещества непрерывно изменяются до тех пор, пока в системе снова не реализуется новое равновесное высотное распределение, которое соответствует температуре.