2014 dxdy logo

Научный форум dxdy

Математика, Физика, Computer Science, Machine Learning, LaTeX, Механика и Техника, Химия,
Биология и Медицина, Экономика и Финансовая Математика, Гуманитарные науки




Начать новую тему Ответить на тему На страницу 1, 2, 3, 4  След.
 
 Утрамбовка жидкости химическим путём
Сообщение25.02.2015, 18:36 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


09/09/14
6328
Вики в статье про Жидкость писал(а):
Жидкость чрезвычайно трудно сжать механически, поскольку, в отличие от газа, между молекулами очень мало свободного пространства.

Со времён Д.И.Менделеева нам известно, что при смешивании жидкостей (воды и спирта, например) суммарный объём раствора может быть немного меньше суммы объёмов составляющих. А не слышал ли кто, насколько этот результат может быть превзойдён в других растворах? В пределе интересует (практическая / теоретическая) возможность добавить к 1 л. одной жидкости $N$ мл. другой с тем, чтобы суммарный объём раствора стал меньше 1 л.
Советы типа "расплавить калий и залить водой" не приветствуются (это ещё в детстве все проходили :) Впрочем, если что-то не общеизвестное и любопытное, почему бы и нет.

 Профиль  
                  
 
 Re: Утрамбовка жидкости химическим путём
Сообщение25.02.2015, 21:20 


01/04/08
2802
grizzly в сообщении #982500 писал(а):
В пределе интересует (практическая / теоретическая) возможность добавить к 1 л. одной жидкости $N$ мл. другой с тем, чтобы суммарный объём раствора стал меньше 1 л.

Суммарный объем может быть меньше 1000+$N$ мл., но не не меньше 1000 мл.

 Профиль  
                  
 
 Re: Утрамбовка жидкости химическим путём
Сообщение25.02.2015, 21:39 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


09/09/14
6328
GraNiNi
Спасибо, я тоже к этому склонялся.
Вы делаете этот вывод из общих соображений упаковки молекул в жидкости? или могут потребоваться дополнительные базовые знания, позволяющие сделать такой вывод? (Увы, я далёк от углублённого понимания физики и химии, но иногда очень хочется что-то понять, а не только узнать :)

 Профиль  
                  
 
 Re: Утрамбовка жидкости химическим путём
Сообщение25.02.2015, 21:46 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


13/08/08
14495
Мне помнится, я принимал участие а обсуждении чего-то подобного http://dxdy.ru/post287162.html, но потом разговор перешёл в личные сообщения. Но суть в том, что при определённых веществах и малых $N$ объём раствора может быть меньше 1000 мл.

 Профиль  
                  
 
 Re: Утрамбовка жидкости химическим путём
Сообщение25.02.2015, 22:25 


01/04/08
2802
gris в сообщении #982565 писал(а):
Но суть в том, что при определённых веществах и малых $N$ объём раствора может быть меньше 1000 мл.

А примеры таких веществ можете привести?

 Профиль  
                  
 
 Re: Утрамбовка жидкости химическим путём
Сообщение25.02.2015, 22:37 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


13/08/08
14495
Увы, я сам измерения не делал, а только слышал из первых уст как бы. Суть в том, что мелкие молекулы располагаются среди больших и водородными связями поджимают их. К сожалению, я не могу квалифицированно рассуждать на эту тему, поэтому не рассуждаю :-(

 Профиль  
                  
 
 Re: Утрамбовка жидкости химическим путём
Сообщение25.02.2015, 22:55 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


09/09/14
6328
gris
Спасибо за ссылку. Однозначно понятных мне ответов не нашёл, но обнаружил нужные ключевые слова и теперь имею всё необходимое для похода на гугл.
Теперь почти готов изменить свою интуитивную точку зрения на противоположную. Действительно, разрушение водородных связей способствуют уменьшению объёма, а если ещё повезёт с экзотермичностью реакции, можем получить дополнительный профит. Хотя второе уже не совсем честно, наверное.

Если рассмотреть для примера воду, то разрушение всего 10% водородных связей приводит, как пишут в этой методичке для МГУ, к увеличению плотности почти на 8% (лёд--вода). Совсем не мало. Так что, гипотетически, не так уж сложно вообразить супер-растворитель водородных связей :D , 80 мл. которого способны разрушить 10% водородных связей в 1 л. сверх-водородной жидкости. Уверенности нет, но я продолжу неспешные поиски и если что-то обнаружу, поделюсь.

 Профиль  
                  
 
 Re: Утрамбовка жидкости химическим путём
Сообщение25.02.2015, 23:07 


01/04/08
2802
gris в сообщении #982589 писал(а):
Увы, я сам измерения не делал, а только слышал из первых уст как бы.

Я так и предполагал.

Наверное это можно доказать математически, через энергию Гиббса, изменение энтропии и пр., но уменьшение суммарного объема двух жидкостей (веществ), при их смешении, до величины меньшей объема одного из изначальных - невозможно.

 Профиль  
                  
 
 Re: Утрамбовка жидкости химическим путём
Сообщение26.02.2015, 00:08 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


18/05/06
13438
с Территории
Инструменты математического доказательства в этой области есть, но они так не работают. Нельзя ни доказать, ни опровергнуть, ни даже начать доказывать. Это примерно как отвинчивать гайку кухонным ножом. Они вообще не об этом.
Смотрите, GraNiNi, вот Вам реакция: 1 кг льда + 15 г соли. Температуру подберём такую, чтобы от этого кол-ва соли лёд как раз расплавился. Верите в уменьшение объёма?

 Профиль  
                  
 
 Re: Утрамбовка жидкости химическим путём
Сообщение26.02.2015, 00:47 


01/04/08
2802
ИСН в сообщении #982634 писал(а):
Верите в уменьшение объёма?

Не верю!
В то, что после растворения соли, объем раствора будет меньше первоначального объема воды!

Это другой случай. Изменение плотности при фазовом переходе лед-вода к обсуждению не относится.

 Профиль  
                  
 
 Re: Утрамбовка жидкости химическим путём
Сообщение26.02.2015, 00:48 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


18/05/06
13438
с Территории
Первоначальный объём воды равен NaN. Первоначально нет никакой воды. Есть лёд.

-- менее минуты назад --

Или Вы его и имели в виду? Ну ОК тогда; килограмм льда занимает... сколько кубиков?

-- менее минуты назад --

GraNiNi в сообщении #982658 писал(а):
Это другой случай. Изменение плотности при фазовом переходе лед-вода к обсуждению не относится.

Скажите тогда точно, что к нему относится. Пока я взял Вашу формулировку в одном из вариантов:
Цитата:
уменьшение суммарного объема двух жидкостей (веществ), при их смешении, до величины меньшей объема одного из изначальных

 Профиль  
                  
 
 Re: Утрамбовка жидкости химическим путём
Сообщение26.02.2015, 00:58 


01/04/08
2802
ИСН в сообщении #982660 писал(а):
Скажите тогда точно, что к нему относится.

Первоначальный вопрос ТС был о смешении двух жидкостей, вот и давайте оставаться в этих границах, не расширяя их произвольно на другие случаи, с изменением фазовых состояний.

Можно расширить вопрос, заменив одну жидкость на растворимое твердое вещество, но не более того.

 Профиль  
                  
 
 Re: Утрамбовка жидкости химическим путём
Сообщение26.02.2015, 01:07 
Аватара пользователя


08/08/14

991
Москва
Может на основе металгидридов

 Профиль  
                  
 
 Re: Утрамбовка жидкости химическим путём
Сообщение26.02.2015, 12:08 
Заслуженный участник
Аватара пользователя


18/05/06
13438
с Территории
Гидридов, говорите. Хм...
Плотность жидкого водорода - примерно 0.07. Метана (тоже жидкого) - где-то 0.4; водорода в нём четверть по массе. Значит, в равном объёме метана будет больше водорода, чем в самом водороде. Этот пример не подходит под запрос GraNiNi по ряду причин: условия вообще крайне экзотичны, реакция сама по себе не идёт, и при температуре жидкого водорода метан давно уже твёрдый. Но он по крайней мере доказывает, что фундаментального термодинамического запрета тут нет.

 Профиль  
                  
 
 Re: Утрамбовка жидкости химическим путём
Сообщение26.02.2015, 16:20 


01/04/08
2802
levtsn в сообщении #982667 писал(а):
Может на основе металгидридов

Если имеются ввиду металлы, поглощающие в больших количествах водород, например - палладий, то нет никаких явных причин сжатия металла при растворении в нем водорода - скорее он увеличит свой объем.

 Профиль  
                  
Показать сообщения за:  Поле сортировки  
Начать новую тему Ответить на тему  [ Сообщений: 49 ]  На страницу 1, 2, 3, 4  След.

Модераторы: photon, Toucan, Супермодераторы



Кто сейчас на конференции

Сейчас этот форум просматривают: нет зарегистрированных пользователей


Вы не можете начинать темы
Вы не можете отвечать на сообщения
Вы не можете редактировать свои сообщения
Вы не можете удалять свои сообщения
Вы не можете добавлять вложения

Найти:
Powered by phpBB © 2000, 2002, 2005, 2007 phpBB Group