Химические характеристики

где Pi — парциальное давление; д,*0 и Р°» — химический потенциал и давление компонента i, принятое за стандартное.

В курсе физики дается определение химического потенциала % как величины, характеризующей изменение свободной энергии системы при изменении числа частиц в ней на единицу при условии, что объем V системы и ее температура Т остаются неизменными. Таким образом, при V — const и Т ~ const химический потенциал является однозначной функцией концентрации частиц в системе. Когда частицы равномерно распределены по объему системы, химический потенциал для всей системы неизменен: % = const и grad % = 0. Если же в различных областях системы концентрации частиц неодинаковы, то для этих областей величины химического потенциала различны: grad X 7^ 0- Наличие разности концентраций частиц в системе, как известно, вызывает их диффузию — перемещение частиц из области с более высокой концентрацией в область с концентрацией более низкой.

* Уровень Ферми, представляющий собой химический потенциал электронов данного твердого тела в расчете на один электрон, является важнейшей энергетической характеристикой тела. Он совпадает с тем энергетическим уровнем, для которого вероятность того, что он будет занят электроном, равняется 0,5.

В курсе физики дается определение химического потенциала % как величины, характеризующей изменение свободной энергии системы при изменении числа частиц в ней на единицу при условии, что объем V системы и ее температура Т остаются неизменными. Таким образом, при V — const и Т ~ const химический потенциал является однозначной функцией концентрации частиц в системе. Когда частицы равномерно распределены по объему системы, химический потенциал для всей системы неизменен: % = const и grad % = 0. Если же в различных областях системы концентрации частиц неодинаковы, то для этих областей величины химического потенциала различны: grad X 7^ 0- Наличие разности концентраций частиц в системе, как известно, вызывает их диффузию — перемещение частиц из области с более высокой концентрацией в область с концентрацией более низкой.

где Hi — химический потенциал частиц »'-го сорта,

В качестве примера рассмотрим условие равновесия электронного газа в двух проводниках, приведенных в контакт. Обозначим химический потенциал электронного газа в первом проводнике через ц1( во втором — через ца. Предположим, что после установления равновесия из первого проводника во второй перетекло dN электронов. Согласно (3.74) — fodN + ptfiN = 0. Отсюда следует, что

где k — постоянная Больцмана; ц — химический потенциал. На 3.13, а показан график этой функции. Она имеет максимальное значение при Е = 0 и асимптотически снижается с увеличением Е.. Это означает, что наибольшую вероятность заполнения имеют состояния с низкими энергиями; по мере повышения энергии состояний вероятность их заполнения резко падает.

Отсюда можно определить химический потенциал невырожденного электронного газа:

Здесь, как и ранее, через ц обозначен химический потенциал, который применительно к электронному газу называют обычно энергией Ферми.

Это возможно в том случае, если химический потенциал электронного газа [J, является величиной отрицательной и по абсолютному значению превышает kT, т. е. если

Для таких бозонов, как фотоны (кванты электромагнитного излучения) и фононы (кванты энергии упругих колебаний решетки), химический потенциал ц = 0, а энергия Е — hv = Па>. Поэтому функция распределения для них принимает вид:

Под дугостойкостью обычно понимают способность электроизоляционного материала длительно противостоять воздействию электрической дуги, сохраняя в заданных пределах требуемые электрические и физико-химические характеристики (удельное поверхностное сопротивление, поверхностные физико-химические свойства, масса, целостность структуры) или восстанавливая часть их (удельное поверхностное сопротивление) через короткое время после прекращения воздействия дуги.

ГЛАВА ДЕСЯТАЯ ФИЗИКО-ХИМИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ

Глава десятая. Физико-химические характеристики (?. М. Тареев) . . 178

В книге описаны механические, электрические, тепловые и физико-химические характеристики конструкционных и электротехнических материалов, их строение, способы получения и обработки, а также области применения и перспективы развития. Рассматриваются вопросы экономии сырья и материалов.

Весь комплекс вопросов, касающихся материалов для микроэлектроники, в последнее время стали объединять под общим названием «электронное материаловедение». Этот комплекс связывает электронику с химией и металлургией. Каждый новый материал сначала разрабатывается в научно-исследовательской организации,. затем осваивается технология его получения, создается и испытывается полупромышленная аппаратура, материал проходит всесторонние испытания, исследуются основные электрофизические и физико-химические характеристики, создаются методы анализов № измерений. Только после этого разработки новых материалов передаются промышленности.

Для того, чтобы оценить запасы органического топлива, целесообразно разделить его на три группы: жидкое, газообразное и .твердое. Физические и химические характеристики этих групп сильно различаются. Сырая нефть, поступающая из скважин, представляет собой смесь углеводородов от летучих газолинов (не путать с автомобильным бензином) до очень вязких гудронов. Она обычно представляет собой смесь молекул из трех основных углеводородных групп: парафинов, циклопарафинов или лигроинов и ароматических смол. В небольших количествах в ней содержатся также другие элементы, химически связанные с молекулами углеводородов: сера (до 6%), кислород (до 4 %), азот (до 1 %) и следы некоторых металлов. Кроме основных углеводородных молекулярных структур в нефти присутствует много компаундов со значительно большей молекулярной массой, образованных удлинениями или соединениями основных молекулярных блоков. Например, в одной из проб сырой нефти, взятой в штате Оклахома, было обнаружено более 300 различных углеводородов.

Физико-химические характеристики: кислотное число, определяющее количество свободных кислот в диэлектрике, ухудшающих диэлектрические свойства жидких диэлектриков, компаундов и лаков; кинематическая и условная вязкость; водо-поглощаемость; водостойкость; влагостойкость; дугостойкость; трекингстойкость, радиационная стойкость и др.

Современная метрология включает в сферу своей деятельности и определение наиболее точных значений важнейших физических констант (скорости света, частоты излучения микрочастиц и пр.), необходимых для многих отраслей науки и техники. Метрология обеспечивает потребителей стандартными образцами веществ и материалов, состав и физико-химические характеристики которых определены с необходимой точностью. Методы метрологии широко используются в смежных отраслях знаний, таких, как оценивание и контроль качества изделий микроэлектроники, аттестация программ и алгоритмов обработки данных и т.д.

Контроль электроизоляционного масла. Физико-химические характеристики масла определяют работоспособность изоляционной конструкции и являются диагностическими параметрами. Основные характеристики электроизоляционного масла и методы их определения: пробивное напряжение и tg д (ГОСТ 6581), кислотное число (ГОСТ 5985), температура вспышки (ГОСТ 6356), содержание механических примесей (ГОСТ 6370), влагосодержание (ГОСТ 7822) и газосодержание (извлечение газа в вакуумированном сосуде).

Физико-химические характеристики составов для заливки кабельных муфт -фолжны соответствовать данным, приведенным в табл. 3-5.

Физико-химические характеристики кабельных масс