1

A.X.MRZCANZAD, M.. SKNDROV, P.Q.AAYEV, T..ALLAHVERDYEV, S.M.LYEV,

.F.QASIMOV, L.S.MLK-ASLANOV, L.Q.MMMDOV, .S.SADIXZAD

NEFT V QAZ YATAQLARININ LNMS V STSMARININ

NZR SASLARI

Texnika elmlri doktoru, Prof. A.X.Mirzcanzadnin

redaktsi il

Bak - 1960

2

ANNOTASYA

___________________________________________

Kitabda neft v qaz yataqlarnn ilnmsi v istismar fnlrin uyun olaraq, fiziki v kolloidal kimya, termodinamika v istiliktrm, hidravlika, llr v oxarlq nzriyysi fnlrindn bzi lazmi mlumat, hminin neft v qaz yataqlarnn ilnmsi v istismarnn nzri saslarn tkil edn szlmnin fiziki v kimyvi saslar, szlm nzriyysi, oxkomponentli v oxfazal mayenin boruda hrkti verilmidir.

Kitab, neft-mdn ixtisas alan ali mktb tlblri trfindn drslik kimi istifad edil bilr. Kitabdan neft mdnlrind alan mhndis-texniki iilr d istifad ed bilrlr.

3

GR

lkmizd neft v qaz snayesinin inkiaf il laqdar olaraq

Azrbaycan neftilrinin qarsnda byk, msul v rfli vziflr durur.

Neft v qaz asilatnn artrlmas tdbirlri respublikamzn yanacaq balansn artrr v kimya snayesinin inkiaf n xammal bazasn genilndirmy imkan yaradr.

Neft v qaz asilatnn artmasna, minin neft v qaz snayesinin inkiafna yeni yksk msuldar neft v qaz kondensat yataqlarnn almas il yana, lay tzyiqinin saxlanlmas sulunun geni ttbiqi il yataqlarn yeni sisteml ilnmsi sbb olmudur. Bu dvrd mexanikldirilmi neftxarma sulu da miyytli drcd inkiaf tapmdr.

Tkmilldirilmi istismar avadanl sasnda tanql nasos istismar kkndn rekonstruksiya edilmi v onlarn ttbiq sasi xeyli artmdr. Hazrda, neft mdnlrind tanqsz, elektrik-dalma nasoslar geni ttbiq olunmaqdadr.

Bunlardan lav quyudibi zonasnn keiriciliyinin artrlmas texnikas xeyli yaxladrlmdr. Bu sad n effektli vasit saylan v geni ttbiq olunan laylarn idravlik yarlmas suludur.

Kn neft rayonlarnda neftin xarlmas texnika v texnologiyasnn durmadan tkmilldirilmsi, minin yeni neft v qaz yataqlarnn yksk elmi-texniki sviyyd ilnmsi v istismarnn mvffqiyytl ll edilmsi yksk keyfiyytli mtxssislr azrlanmasn tlb edir.

Neft snayesind alan mtxssislrin v ali mktb tlblrinin istifadsi n neft v qaz yataqlarnn ilnmsi v istismar aqqnda Azrbaycan dilind ilk df olaraq yazlan bu kitab issdn ibart olacaqdr.

Kitabn birinci isssi neft v qaz yataqlarnn ilnmsi v istismarnn nzri saslarna sr olunmudur. Bu issd, aqqnda dandmz elmin saslarnn asan v trafl mnimsnilmsi mqsdi il fiziki v kolloidal kimya, termodinamika v istiliktrm, idravlika, llr v oxarlq nzriyysi fnlrindn bzi lazmi mlumat, minin neft v qaz yataqlarnn ilnmsi v istismarnn nzri sasn tkil edn szlmnin fiziki v kimyvi saslar, szlm nzriyysi, oxkomponentli v oxfazal mayenin boruda rkti verilmidir.

Neft v qaz yataqlarnn ilnmsi v istismarna dair olan min kitabn bu cr proqram zr trtib edilmsi, minin bel bir kitabn

4

Azrbaycan dilind ilk df yazlmasn nzr alaraq, mlliflr bu srin qsursuz olaca iddiasnda deyillr.

Kitabn nqsanlarn gstrn oxuculara mlliflr qabaqcadan z minntdarln bildirirlr.

___________________

5

I FSL

FZK V KOLLODAL KMYADAN BZ MLUMAT

1. STH GRLM V STH ENERJS

Neftin quyu dibin szlmsi bir ox amillrl birlikd sxurla mayenin v ya iki mxtlif cinsli mayenin gr stind ba vern sti adislrdn d asldr. ki fazann gr srdind ml gln st tbqsi z fiziki-kimyvi xsusiyytlri il min fazalarn srddn knar issciklrinin fiziki-kimyvi xsusiyytlrindn frqlnir, yni st tbqsi molekullarnn vziyyti fazalarn daxilindki molekullarn vziyytindn frqli olur ki, bunun da nticsind st tbqsind srbst st enerjisi yaranr. Bunu aydnladrmaq n maye il ava sr-dindki molekullarla mayenin daxilindki molekullarn vziyytini mqa-yis edk.

Maye-ava srdini AB xtti il iar edk (1-ci kil). Mayenin daxilind gtrlm a molekulu, mlum olduu kimi, eyni adl mole-kullarla at olunmudur. Molekullararas cazib qvvsinin nticsind a molekuluna hr trfdn eyni qiymtli v mxtlif istiqamtli qvvlr tsir etdiyindn o, mvazintd qalacaq-dr.

St tbqsind gtrlm m moleku-luna mayenin daxilin-dki molekullar st normal istiqamtd, st tbqsind olan qonu molekullar is AB xtti istiqamtind tsir gstrckdir, yni mmolekuluna tsir edn qvvlrin cmi sfra brabr olmayacaq v min molekul st paralel v ya ona normal istiqamtd tsir edn qvvlrin ansnn olmasndan asl olaraq ya st boyu ya da mayenin daxilin doru rkt edckdir.

Maye stinin 1 sm2 sasind yaranan bel qvvy molekulyar v ya daxili tzyiq deyilir (dn/sm v ya kq/sm2 il llr).

m molekulu mayenin daxilin doru rkt etdikd sth boyu ona tsir edn qvvlrin (P1) tsiri azalacaq v st ylmaa alacaqdr.

Hava

Maye

A B

II

I

R R1 2 1 2MM

1-ci kil. Mayenin daxilind v sthindkimolekularn qarlql tsir sxemi

6

Molekulyar tzyiq mxtlif mayelr n onlarn fiziki-kimyvi xsusiyytlrindn asl olaraq mxtlif qiymtlrd olur.

Qalnl molekullarn qarlql tsir radiusuna brabr olan molekul tbqsin st tbqsi deyilir.

Bellikl demk olar ki, iki faza stind olan molekullar mayenin daxilind olan eyni adl molekullara nisbtn lav enerjiy malikdir. min iki faza arasnda yaranan enerjinin 1 sm2 say olan nisbtin sti grilm () deyilir.

St tbqsind molekulyar tzyiq yaranmas il laqdar olaraq yeni st yaratmaq n mayenin daxilindki molekullar st doru rkt etdikd r hans i grlr v min i d z nvbsind st tbqsinin st enerjisin evrilir. Ona gr d sti grilm 1 sm2 yeni st yaratmaq n lazm olan i il xarakteriz olunur.

Sti grilm fiziki l sistemind erq/sm2 v ya dn/sm il llr: v ya R = S , (I-1)

burada R - i; S - yeni yaradlan stin sasidir.l vaidlrindn grndyu kimi -ya, mayenin daxilind r

ans ll stin enerjisinin (R) 1sm2 std yaranan srbst xsusienerjiy olan nisbti kimi baxldqda erq/sm2 il, sti kiiltmy alanv sanin konturunun uzunluu vaidin tsir edn qvv kimibaxldqda is dn/sm il llr. kinci alda - ya sti grilm deyilir.r iki alda -nn mtlq qiymti sabit qalr.

Yuxarda deyildiyi kimi st adislri maddlrin gr stindyarand n neft snayesind neft-qaz, qaz-su, qaz-sxur, su-sxur vneft-sxur gr stind yaranan st adislrin xsusi miyytverilir. Hmin maddlrin gr stind yaranan sti grilm neft, su,qaz v sxurun molekullar arasndak laqdn, yni onlarn polyarlqdrcsindn asldr.

Adtn, r ans maddni sabit elektrik sasin daxil etdikd xarici elektrik sasinin tsiri nticsind o maddnin molekulu, atomu v m d onun ionlar r ans dyiikliy urayacaqdr ki, mumi aldamaddnin bel dyiikliy uramas polyarlq adlanr. Atomun nvsin nisbtn elektronlarn yerdyimsin elektron polyarl (PE), mole-kulu tkil edn atomlarn birinin digrin nisbtn yerdyimsin is

7

atom polyarl (PA) deyilir v nayt polyar molekul qtblrinin sabit elektrik sasinin mxtlif adl qtblrin mvafiq olaraq istiqamt-lnmsin istiqamtlnm polyarl(PIS) deyilir (2-ci kil). Hm elektron v m d atom polyarl molekullar deformasiyaya uradqlar nelektron v atom polyarlna defor-masiya polyarl (PD) deyilir (PE+PA=PD).

2-ci kild gstrildiyi kimi r ans atomda, ionda v molekulda sabit elektrik sasinin tsirindn elektron polyarl yarana bilr.

Elektronlarn bel yerdyimsi atomun daa ox polyarlamasna sbb olur. Bel ki, xarici elektrik sasind grginlik artdqca atom daa ox polyarlaacaqdr. Elektronlarn yerdyimsi, mrkkb atomlarda da eyni il olur. Lakin atomla elektronlarn laqsi mxtlif olduundan min atomda elektronlarn yerdyim drcsi mxtlif olur, yni atomla onun elektronlarnn laqsi zif olduqda elektron daa srtl yerini dyiir. Atom polyarl ancaq molekullarda v mrkkb ionlarda yarana bilr, nki atomunun yk mxtlif iarli olan polyar molekulu sabit elektrik sasin daxil etdikd atom mxtlif istiqamtd yerlckdir ki, buna da atom polyarl deyilir. Bu alda molekulun da polyarl artr (3-c kil).

Hmin say qeyri-polyar mrkkb molekul daxil etdikd is elektrik sasi bel molekullarn polyarln ya azaldar, ya da onu ox miyytsiz drcd polyarladra bilr (polyarl oyada bilr).

stiqamtlnm polyarl ancaq polyar molekullu maddd yaranr. min molekul sabit elektrik sasin daxil edildikd polyarlq 4-c -kild gstrildiyi kimi yaranr.

Adtn temperaturun tsirindn molekullar pozun rkt edir. Ona gr d temperaturun artmas il istiqamtlnm polyarl deformasiya polyarlndan frqli olaraq (bu temperaturdan asl deyildir) azalacaqdr.

Bellikl, mumi alda molekullarn polyarl artdqca istiqamtlnm polyarl da artacaqdr.

Qeyd etmk lazmdr ki, molekulun atom v ya ionlarnn deformasiyaya uramas maddni ancaq elektrik sasin daxil etdikd deyil, tta atom v ionlarn zlrinin qtblri arasndak qarlql tsir nticsind d yaranr. Bellikl, elektronlar il nvsinin laqsi zif olan ionlar daa ox (mkm) polyarlar.

+ -

--------------

++++++++++++++

2-ci kil. Hidrogen atomunun sabit elektrik sahsindki

polyarl

8

Adtn, molekuldak atomlarn yklri qeyri-myyn formada da

yerl bilir, yni molekulun bir trfindki msbt v ya mnfi yklelektron baqa trfindkindn ox da ola bilr (qeyri-simmetrik yerl bilr).

Molekuldak elektrik yklrinin yerlmlri v laqlri qeyri-simmetrik olarsa, bel molekula polyar molekul deyilir. Molekullarn bel polyarl maddnin bir ox xsusiyytlrin miyytli tsir gstrir.Ona gr d eyni qiymtli v muxtlif iarli iki elektrik yk olan (e+v e) sistemd onlar bir-birindn h msafsind yerlrs, buna dipol deyilir. Hmin yklrin qiymtinin (e), onlarn arasndak msafy vurma asilin is dipol momenti deyilir (Dm=eh).

Ona gr d polyar molekullarn dipol momenti sfrdan frqli olur.Molekulun dipol momentinin qiymti, elektrostatika vaidi il uzunluq vaidinin asili, yni dn1/2 sm2-il llr.

1 elektronun yk e = 4,80223 1010 el. st. vaid v molekuldak iki qonu atomlarn nvlri arasndak msaf is 10-8 sm olduu n bu

+ -

----------

++++++++++

+ -

3-c kil. Sabit elektrik sahsindki molekullarn atom

polyarl

+-

+- +

-

+-

+

-

+-

+-

-

++

-

+

- +-

+-

+++++++++

---------

+-+-

- +

- +

- + +-

-+ -

+

- +-

+ -+

4-c kil. Sabit elektrik sahsindistiqamtlnm polyarl

9

l sistemind dipol momentinin qiymti 1018 dn1/2 sm2 il ifad olunur v debay adlanr.

mumi alda molekulun tam polyarln onun daxilindki laqlrinpolyarlndan ayrmaq lazmdr.

ki eyni atomdan ibart olan molekullarda atomlar laqlndirn elektron ct simmetrik yerldiyindn dipol momenti sfra brabr olur,yni molekul polyar olmur, lakin iki mxtlif atomlardan ibart olan molekullar is ksr allarda myyn drcd polyar ola bilir. mu-miyytl min atomu laqlndirn elektron ctlrinin yerlmsi n qdr ox asimmetrik olarsa, onlarn laqlrinin polyarl da bir o qdr ox olar. Asimmetriya, ancaq molekuldak atomun yklrinin qiymtlrini tyin edir. Lakin dipol momenti is onlarn arasndakmsafdn d asl olduu n elektron ctlrinin asimmetrik yerlmlri il dipol momenti arasnda eyni iarli laq olmaya da bilr.

oxatomlu molekullarda onun polyarl ayr-ayr laqlrin polyar-lndan v onlarn molekulda nisbi yerlmlrindn asldr. Bellikl, oxatomlu molekulda ayr-ayr laqlr polyar olmazsa, mumiyytlmolekul da polyar olmur. gr o laqlrin ancaq biri polyar olarsa, onda molekulun da polyarl min laqnin polyarlndan asl olur.Lakin bel polyar laqlr birdn ox olduqda, mumiyytl molekulun polyarl, bir d min polyar laqlrin bir-birin nisbtn yerlmlrindn asl olacaqdr. oxatomlu molekullarda, molekulun tam dipol momenti ayr-ayr laqlrin dipol momentindn d asldr,yni molekulun dipol momentinin qiymti onun istiqamti il laqdarolduundan, molekulun mumi dipol momentini tyin etmk n ondak ayr-ayr laqlrin dipol momentlri mxtlif istiqamtlivektorlar kimi toplanmaldr. Ayr-ayr dipol momentlrinin toplanmasnticsind molekuldak min laqlrin simmetrik yerlmlrindn asl olaraq molekulun tam dipol momenti muxtlif qiymtlr ala bilr.Ona gr d molekuldak ayr-ayr laqlrin bzilrinin v ya bir nesinin polyar olmasna baxmayaraq btnlkl molekulun dipol momenti sfra da brabr ola bilr. Molekulun polyar quruluu, onun bir ox xsusiyytlrin xeyli tsir gstr bilir. Msln, molekulda dipolun olmas bir molekulun digrin nisbtn myyn qarlql laqd olmasn tmin edir ki, bu da min molekulun baqasna nisbtn dayanql olmasna sbb olur. Bu al qeyri-polyar molekullarda yaranmr.

gr bir molekulun msbt iarli qtb digr molekulun mnfi ykl qtbn yaxndrsa, onda qarlql elektrostatik laq nticsind molekullar arasndak cazib qvvsi artr v molekullar arasndadipollararas laq yaranr.

10

Molekullarn yerlmlri il onlarn arasnda yaranan bel laq molekullarn birlmlrin (assosiasiyasna) sbb olur.

Bel laq polyar molekullar arasnda daa aydn v mkm olur.Msln, elektrolit mlulun btn xsusiyytlri ll edn mayenin molekulu il onda ll olan mayenin ionlar arasndak laqdn asldr.Bu alda ionun trafnda ll edn maye molekullar toplaaraq tbq ml gtirir. Bu tbqy solvat1 tbqsi, mlulda ll edn maye suolarsa, min tbqy hidrat2 tbqsi deyilir.

Ntic olaraq dey bilrik ki, bel gr tbqsi tkil edn fazalarnmolekullar arasndak cazib qvvsi tarazlamadqda min qvvlrbirlib polyarl ox olan fazaya doru ynlir. Bunun da nticsind st adissi yaranr.

Mayenin molekulyar tzyiqi artdqca onun polyarl da artr. Grsti olan mayelrin polyarl bir-birindn n qdr ox frqli olarsa,srdd yaranan sti grilm d bir o qdr byk olar.

gr min mayelrin polyarl eyni olarsa, onda gr stindkisti grilmnin qiymti sfra brabr olar, yni mayelrin arasnda grsti (menisk) yaranmaz v mayelr bir-birinin irisind ll olar.

Su, polyarl n ox olan mayelrdn biridir. Ona gr d neftin pol-yarln azaltdqda neftin su srdindki sti grilmsi artar. Yanpolyarl neftinkindn az olduu n onun su srdindki stigrilmsi, neft-su srdindki sti grilmsindn ox olur.

Mxtlif neftlrin su v ava srdindki sti grilmsinin qiymti1-ci cdvld verilmidir.

1-ci cdvl Atmosfer raitind bir ne mayenin hava-su srhdind sthi

grilmsi (A.Q.Qurevi gr)Maddnin ad Xsusi ki Sthi grilm , dn/sm ilHava srhdind Su srhdind

Civ - 465 375Su - 72,75 -

Benzol - 28,6 33,4Tibb ya - 30,3 51,4

Bak, Suraxan nefti 0,797 25,8 27,8Bak, Balaxan nefti 0,875 28,9 27,1Bak, Bibiheybt nefti 0,880 28,2 22,0Bak, Pirallah adas nefti 0,918 30,7 17,3Bak, Binqdi nefti 0,932 31,0 19,0

1lulda ll dn y il hll ln y lullrn rsndak qarlql laq.2 Sad v ya kimyvi maddlrl suyun birlmsindn alnan mhsul (yunanca su

demkdir).

11

Mayenin polyarl onun molekullarnn xsusiyyti il, ynimolekulyar tzyiqi, sti grilmsi, gizli buxarlanma temperaturu v i. a.il xarakteriz olunur. Mayenin polyarl artdqca gstriln amillrinqiymtlri d artr.

H2O; OH; COON; NH2 v i. a. kimi polyar qrupu olan zvi mayelr polyar mayelrdir.

Maddd olan polyar qrupun artmas il onun sti aktivliyi azalr.Msln, oxatomlu spirtlrin sti aktivliyi tkatomlu spirtlrin sti aktivliyindn az olur. n az polyar mayelr parafin sral (CnH2n+2 )karboidrogenlrdir.

Yuxarda deyildiyi kimi std olan molekullar min sti yaradan mayenin daxilindki molekullar il qarlql laqd olur. Qeyd etmk lazmdr ki, st tbqsind olan molekullar digr maye molekullarla laq yarada bilir. Mxtlif cinsli molekullarn (gr onlar gr sti yaradrsa) qarlql laqd olmalarna (ilimlrin) adgeziya, eynimayenin molekullar arasndak qarlql laqy is kogeziya deyilir.

Gr sti olan iki mayedn az polyar mayelrd adgeziya kogeziyadan ox, polyar mayed is ksin, kogeziya adgeziyadan oxolur.

Misal n, en ksik sasi 1 sm3 olan vazelin ya stunu frz edk v min stunu iki issy bldkd, yni onun molekullarnn qarlql cazib qvvlrini df etdikd myyn qdr i grlmlidir. Maye stunu iki issy blndkd, rsinin en ksik sasi ayrlqda1 sm2- brabr olan iki lav st yarand n grln i d vazelin yann sti grilmsinin iki mislin brabr, yni

Rv.y =2=2 29,7=59,4 erq/sm2

olmaldr. Bu zaman bir-birindn aralanan molekullar eyni cinsli olduu n srf olunan i kogeziya enerjisi deyilir. gr min maye stunu bir-birin qarmayan mxtlif cinsli iki maye olsa, onda onlar gr stlrind ayrmaq n srf olunan i adgeziya enerjisi deyilr.

Mayelrin sti grilmsinin qiymtin onlarn mitinin temperatur v tzyiqinin d byk tsiri vardr. Sti grilm il mitin temperaturu arasndak xtti laq aadak kimidir:

=0(1- 't ), (I.2)

burada tmitin temperaturu, C il;'sti grilmnin temperatur msal;t temperaturdak sti grilm;00C- d sti grilmdir.

12

(1.2) dsturundan grndy kimi temperaturun artmas molekul-lararas qvvni azaltd n temperatur artdqca azalr (2-ci cdvl).

2-ci cdvlMxtlif temperatur v tzyiqlrd distil olunmu suyun hava

srhdindki sthi grilmsi

Tzyiq, kq/sm2 il Sthi grilm , dn/sm il260 C 650 C0 74,1 67,5

7,05 71,1 63,217,6 66,5 58,835,2 61,6 55,570,5 55,9 50,4105,0 51,6 46,5140,5 47,9 42,3190,0 44,1 39,5

Maye-qaz srdind mhitin tzyiqi artdqca maye il qaz qarlql olaraq bir-birind ll olduqlarndan maye-qaz srdind sti grilm azalr.

Lakin, iki maye arasndak sti grilm il tzyiq arasnda laq yoxdur, yni =const olur.

2. ABSORBSYA V ADSORBSYA TBQS

Mayelrd bzi zvi maddlrin ll olmas mayelrin baqa maddlrl gr stindki sti adislrin yrnilmsini mrk-kbldirir, nki ll olan madd mayenin stind v trkibind mxtlif miqdarda ola bilr. Bzi allarda is m std v m d mayenin daxilind eyni miqdarda ola bilr. Bellikl, ll olan maddnin mayed deyiln kimi paylanmasna (toplanmasna) absorbsiya deyilir. St vaidind yaranan absorbsiyaya xsusi absorbsiya deyilir v q/sm2v ya mol/sm2 il llr.

Hll olan madd mayenin stind ox ylarsa, msbt absorbsiya,az ylarsa, mnfi absorbsiya yaranr. Mayelrin gr stind msbt absorbsiya yaradan maddlr sthi aktiv, mnfi adsorbsiya yaradan maddlr ls sthi qeyri-aktiv maddlr deyilir.

Yuxarda deyildiyi kimi dipol v polyar molekullarn trafnda mnfi v msbt elektrik sasi yaradan iki qtb olur. Ona gr d iki faza srdind dipollar qeyri-simmetrik qvv sasi yaradr. Bel ki,

13

fazalarn srdin min qvv sasi yaxnlaandipollar istiqamtlndirrk, fazalarn birin doru kir.

Maye srdin polyar v qeyri-polyar radikaldan molekullar yaxnladqda, onlarn gr srdind (fazalarn polyar v ya qeyri-polyarlndan asl olaraq)dzllri v istiqamtlri 5-ci kild gstriln kimi olur.

Bu alda molekulun polyar trfi polyar fazaya doru, qeyri-polyar trfi is qeyri-polyar fazaya doru ynlckdir. Hll edn mayenin daxilind is ll olan mayenin molekullar ni-zamsz alda yerlir. St tbqsind v mayenin daxilind molekullarn bel paylanmas gr stindki qeyri-simmetrik qvv sasi il diffuziyann qarlql tsiri nticsind olur.

gr diffuziya adissi olmasa idi, onda ll olan mayenin mo-lekullar qvv sasinin tsiri nticsind ancaq gr stind qalard. Demli, diffuziya ll olan maye molekullarnn ll edn mayenin daxilind mntzm yaylmasn tmin etdiyi n m diffuziya v m d elektrik qvv sasinin tsiri nticsind min molekullar gr stind v ll edn mayenin daxilind deyildiyi kimi paylanr. Molekulun gr stind v ya mayenin trkibind paylanma drcsi yuxarda qeyd ediln iki amildn ansnn stn olmasndan asldr. Molekullarn yuxarda qeyd ediln kimi paylanmas st tbqsind elektrik qvv sasini v onun st enerjisini azaldr.

Qeyd etmk lazmdr ki, mayelrin gr stlrind gstriln adi-slrdn d mrkkb adislr, msln, adsorbsiya (brk cisimd udulma) v ya kimyvi laq yaratmaqla ll olma (kimsorbsiya) ba ver bilr.

str absorbsiya, kimsorbsiya v istrs d adsorbsiya m tzyiqdn v m d temperaturdan asl olaraq dyiir, nki temperatur v tzyiqin dyimsi prosesin intensivliyini asanlqla dyi bilir.

5-ci kil. ki fazann gr sthindadsorbsiya zaman

polyar molekullarn ynlmsi

II faza

Q.P

P

Q.P

P

I fazaP

Q.P Q.PP

P

Q.P

P

Q.P

Q.P

P

14

Yuxarda qeyd edildiyi kimi srbst st enerjisi, sa il std yaranan sti grilmnin asilin brabr olmaqla (RA=S), z-zn ba vern izotermik prosesd azalr, yni gr sti sabit saxlandqda sti grilm () azalmaldr. Bu adis ancaq msbt absorbsiya zaman, yni absorbsiya olan madd miqdarnn 1 sm2 say olan nisbti ( Q ) sfrdan ox olanda ba ver bilir. Msbt absorbsiya sti grilmni azaltsa, demli mnfi absorbsiya bunun ksin olaraq sti grilmni artrr ( Q

15

maddlrd olduu kimi azalr. Bu azalma brk cismin stinin brkliyinin (srtliyinin) azalmasna sbb olur.

Adtn, mayed sti aktiv maddnin ll olmas zaman, yuxarda deyildiyi kimi, mayenin stind qalnl bir molekula brabr olan absorbsiya tbqsi yaranr. Lakin, brk cisim il mayenin gr stind monomolekulyar adsorbsiya tbqsinin yaranmas il bir ox mrkkb adislri yrnmk olmur. Mxtlif cinsli mayelrin v ya maye il qazlarn (avann) gr stlrindki sti grilmnin yrnilmsinin neft xarma texnologiyasnda byk mli miyyti vardr.

Lakin, brk cisimlrl maye v qazlarn gr stindki sti grilmni yrnmk n l e bir lverili sul yoxdur. Yuxardadeyildiyi kimi, brk cismin stindki issciklri rkt etdirmk mmkn olmadndan maye v ya qazla brk cisimlrin molekullararasndak qarlql laqni bilavasit yrnmk mmkn olmur. Ona gr d bel allarda, maye v ya qaz il brk cisimlrin gr stindkisti grilmni yrnmk n, dolay sullardan biri olan v daha oxgeni yaylan brk cismin min maye il islanmasna saslanan suldan istifad edilir.

3. SLANMA

slanma - sti molekulyar qvvnin tsiri nticsind mayenin brkcismin zrin yaylmas kimi baa dlmlidir.

Btn brk cisimlr ava il gr srdind mumiyytl btn mayelrl islanr.

Bzn brk cismin zrind bir-birin qara bilmyn iki maye d ola bilr. Bel allarda brk cisim, islatma qabiliyyti (min maddni)nisbtn ox olan maye il yax islanacaqdr. Baqa szl desk, azpolyar, yni kiik sti grilmsi olan mayelr, brk cisimlri, yksk polyarl olan mayelrdn daa yax isladr. Misal n, n yksk polyar maye saylan civ, ancaq bir ne metal islada bilir. Lakin, su civy nisbtn az polyar maye olduu n ninki metallar, tta btn duz kristallarn da (ni, kvars v i. a. maddlri d) raat islada bilir.n az polyar ya is ava srdind btn mlum brk cisimlrinamsn islada bilir.

Brk cisimlrin istr ava (qaz) v istrs d maye srdind islanmalar 6-c kild gstrildiyi kimi 3 halda ola bilir.

Yuxarda qeyd edildiyi kimi gr stind molekullararas cazib qvvsi ninki maye molekullar arasnda, tta brk cisimmaye mole-kullar arasnda da (onlar bir-birin toxunduqda) yaranr.

16

Molekullararas cazib qvvsinin intensivliyi nticsind brk cisim min maye il ya yax, ya da pis islanr.

mumiyytl, islanmann intensivliyi v yaxud brk cismin mlummaye il islanma drcsi brk cisiml maye damcsnn gr nqtsindn damcya kilmi toxunanda mayenin olduu trfd brk cismin stin qdr olan knar islanma buca () il llr. Daa dorusu, buca brk cismin stindn polyarl byk olan mayey doru llr. Msln, gr brk cisim neft v su il gr srdi yaradbsa, onda buca su olan trfdn llmlidir.

slanma - fazann (brk, maye, qaz v yaxud brk iki maye) grstlrind molekulyar qvv nticsind ba vern adis kimi d izaoluna bilr (7-ci kil). Hava srdind brk cismin maye il islanmasmaye-ava, maye-brk cisim v ava-brk cisim srdlrind stigrilmlrin nisbti il tyin olunur.

Brk cisim zrindki iki mayenin (fazann) gr sthindn ken v brk cismi ksn r ans xtt islanma perimetri adlanr. Ona gr d 1 sm uzunluqda islanma perimetrin dn qvvnin vzlyicisi statik kapilyar tnlik il ifad olunur (7-ci kil):

1-3 + 1-2 cos = 2-3 ,

7-ci kil. fazann gr sthlrind yaranan sthi grilmnin sxemi:1-maye; 2-hava; 3-brk cisim

6-c kil. slanmann mxtlif formalar: h-damcnn hndrly;d-islanma perimetrinin diametri

3

21

d 2-3 d1-3

d 1-2

Q

d

2

1

3

a

Q

d

b

2

3

1Q h

2

1

3

d

c

90

0 Q 90 0

17

buradan I.3

alnr, burada 1-2, 1-3 v 2-3 mvafiq olaraq 1-2, 1-3 v 2-3 gr srdlrindki sti grilmlrdir.

Brk cismin maye il islanma intensivliyi 8-ci kild gstrildiyi kimi iza edilir.

m maye issciyin, bir trfdn daxili molekulyar qvv olan v onu mayenin daxilin kmk istyn P ilim qvvsi, obiri trfdn is vzlyicisi Q qvvsi olan v onu brk cism doru kmk istynbrk cismin q v q1 ilim qvvlri tsir edir.

Grndy kimi Q v P qvvlrinin Rvzlyicisinin istiqamtindn asl olaraq missciyi ya mayey doru (onda brk cisim yax islanr), (8-ci a kli) v ya da brk cism doru (8-ci b kli) istiqamtlnir (onda brk cisim min maye il islana bilmir).

gr brk cisim il maye arasnda knar islanma buca 0

18

Mlum olduu kimi neft yatan tkil edn sxurlar sasn kvars qumu v qumdalardan ibart olur. Kvars qumu v qumdalar da ksr allarda idrofil olur. Lakin, msamlrin neft ylmadan vvl mu-miyytl btn sxurlar su il islandndan idrofil olur. Lakin neftin, neftli laylara ylmasndan sonra sxur neftl uzun mddt grdyndn (laqd olduundan) sxurun stind islanma inversiyas1 balanr, yni ancaq su il yax islana biln sxur, indi m su v m d neftl yax islana bilir.

Brk cisim stinin molekulyar xasssini dyimsin, yni idrofillikdn dnb idrofob olmasna (v ya ksin) islanma inversiyas deyilir.

Brk cismin mlum maye il yax v ya pis islanmas, islanma stind mayenin polyar molekullarnn adsorbsiya olunmasndan v brk cismin molekullarnn tbitindn asldr. gr brk cismin sti idrofil olarsa, onda molekullarn polyar trfi brk cism doru ynlir (9-cu a kli), ksin, brk cismin sti idrofob olarsa, onda molekullarn qeyri-polyar trf-lri brk, birinci alda, brk cismin sti idrofob olur, yni su onu islada bilmir. kinci alda is ksin, st idrofil olur, yni su onu yax islada bilir. Neftli laylarda sxur dnciklrinin aralarnda v zrind tbq alnda olan neftin su il yuyulub quyu dibin sxdrlmasnda, yuxarda gstriln adis byk mli miyyt malik olur.

Bellikl, brk cismin stinin maye trfindn nisbtn yax v ya pis islanmas, bir-birin toxunan fazalarn molekullarnn tbitindn v sti aktiv maddlrdn baqa, maye fazadak sti aktiv maddnin kon-sentrasiyas v brk cismin stinin amarlq drcsindn d asldr.

1 Zamandan asl olaraq tbitini dyim.

1

2

3

a

3

2

1

b

9-cu kil. Sthi-aktiv maddlrin molekullarnn mxtlif sthlrd ynlmsi:

1, 2 v 3 mxtlif fazalardr

19

gr, maye brk cismin stindki yarqlar boyu (yni ona paralel)rkt etdirilrs, onda brk cismin islanmas asanlar. ksin, gr maye min yarqlara perpendikulyar rkt etdirilrs, onda, vvla,onun rkti tinlr, ikincisi d brk cismin islanmas lngiyr (gecikr). Mayelrin brk cisimlri islatma ardcll islanma adissin mvafiq tsir gstrir. Msln, neftin irisin salnm brk cismin zrin bir damc su tkdkd, alnan islanma bucana irlilm islanma buca (1), ksin, suya batrlm brk cismin alt trfin bir damc neftyapdrdqda is alnan islanma bucana gecikm islanma buca (2)deyilir v

1 2

olur. Burada statik islanma bucadr.Grndy kimi 2 < 1, olmasnn sbbi 2 bucann yaranmasnn,

1- nisbtn gecikmsidir. slanmann 21 qdr gecikmsin statikislanma histerezisi (gecikmsi) deyilir.

Statik islanma isterezisi islanma perimetrinin brk cisim stindrktinin gecikmsi nticsind yaranr.

Statik islanma isterezisi, min knar islanma bucaqlarnnkosinuslar frqi il llr:

cos 2 cos 1 =B (I.5)Brk cismin sti zri il islanma perimetrinin dyimsinin

tinlmsin, yni statik islanma isterezisinin bymsin, oradaadsorbsiya tbqsinin yaranmas byk tsir gstrir.

Deyilnlrdn mlum olur ki, brk cisimlrin maye v ya qazfazasnda digr bir maye il islanma adissi, m isladan, m dislanan maddlrin statik alnda ba verir. Lakin cox vaxt isladanmayenin brk cismin sti zrind qrarlamam al da ola bilir. Belallarda brk cisim zrindki maye damcsnn r iki trfind alnanknar islanma bucaqlar bir-birin brabr olmur.

4. SLANMA STLY V KNETK SLANMAHSTEREZS

(1.1) dsturundan grndy kimi brk cisim zrindki mayedamcs il r ans maye v qaz srdindki sti grilm (1-2)azaldqca, knar islanma buca da kiilrk, bhran alda sfra brabrolur (7-ci kil). Odur ki, myyn raitd, temperatur v tzyiqin tsirinticsind, r ans maye v qaz z fiziki xsusiyytini myyn qdrdyidiyindn, brk cisim zrindki iki maye yaxud maye v qaz

20

srdind yaranan sti grilm d (1-2) temperatur v tzyiqdn aslolaraq dyi bilir.

Bununla laqdar olaraq, knar islanma bucann qiymti dtemperatur v tzyiqin tsirindn asl olaraq dyickdir.

Qeyd etmk lazmdr ki, mvafiq raitd tzyiq v temperaturundyimsi il islanma buca sabit d qala bilr.

Adtn, brk cisim rans maye il islandqdamyyn qdr istilik yaranr.Fiziki kimyada bu istiliyislanma istiliyi deyilir.

Maye brk cismi n qdryax islatsa, bir o qdr dox istilik ayrlr.

Yuxarda gstrildi ki, brk cisimlrin maye v ya qaz fazasnda digr bir maye il islanma adissi m isladan,m d islanan cisimlrin statikalnda ba verir v damcnn brk cisim zrind statik islanma buca, islanma perimetrinin btn nqtlrind eyni qiymt malik olur. Lakin, zrind maye damcs olan brk cismi bir qdr yib, maili vziyytd saxlasaq, onda maye damcs rkt etmy balayacaq v yuxarda deyildiyi kimi damcnn r iki trfind yaranan islanma bucaqlar bir-birin brabr olmayacaqdr (10-cu kil). Bu zaman 1, bucana irlilm, 2 bucana is gecikm buca deyilck v 2

21

islanma perimetrinin brk cisim stindki rkt srtindn asldr. Msln, kapilyar boru-cuqda, meniskin rkt srtinin artmas il irlilm buca byyck, gecikm buca is ksin, kiilckdir.

rlilm v gecikm bucaq-larnn kapilyar borudak meniskin rkt srtindn as-ll tcrb vasitsi il myynedilir.

Nticlri is 11, 12 v 13-c killrd gstrilmidir.

12-ci kildn grnr ki, idrofil tbitli brk cismin stind fazalarn gr stinin (meniskin) myyn srtdn sonra irlilm islanma buca 90-dn d byk ola bilr, yni su, statik alda, sxur dn-ciyini n qdr yax islatsa da,meniskin rkti zaman sxu-ru islatmaya da bilr. bsiz ki, bu adis meniskin rkt srti, min brk cisim il mlum maye n bhran srtdn artq olan zaman ba ver bilr. Ona gr dmxtlif sxurlar isladan mxtlif mayelr n, onlarn fiziki-kimyvi xsusiyytlrindn asl olaraq, bhran srtlrinin d qiymti mxtlif olmaldr.

Yeri glmikn qeyd etmk lazmdr ki, neft aid olan bzi texniki dbiyyatda kinetik v statik islanma isterezislrini v r iki aln knar islanma bucaqlarn qardrrlar. Ona gr d kinetik v statik islanma isterezislrin xsusi diqqt verilmlidir.

5. KAPLYAR TZYQ

ki maye srdind yaranan daxili molekulyar tzyiq (K) mayelrin fiziki-kimyvi xsusiyytlrindn baqa, onlarn gr stlrinin forma-sndan da asldr. Msln, qabarq std yaranan daxili molekulyar tzyiq dz stdkindn ox olur, kk std yaranan daxili molekulyar tzyiq is dz stinkindn kapilyar tzyiq qdr (Pk) azolur.

100

80

90

700,05 0,1 0,15 0,2 V

110

0

12-ci kil. Hidrofil kapilyarda knar islanma bucann vazelin yann soda mhlulu il sxdrlma srtindn

asll

80706050403020

0,01 0,05 0,1 V(sm/san)

13-c kil. Gecikm bucann soda mhlululun vazelin ya il sxdrlma

srtindn asll

22

Bellikl, kapilyar tzyiq stin formasndan asl olduu n qabarq std dz st nisbtn yaranan tzyiq artqlna kapilyar tzyiq artql deyilir (1.6 dsturu).

Deyilnlrdn bel ntic xarmaq olar ki, kk stdki kapilyar tzyiq artql dz stdkindn az olur, ona gr d buna tzyiq atmamazl deyilir. mumi alda mayelrin yri stlrind daxili molekulyar tzyiq bel ifad olunur:

PK= Pk v ya P=KRk. (I.6)Mayelrin yri st-

lrind v ya mxtlif cinsli iki mayenin yri gr stind kapilyar tzyiqin yaranmas, mxtlif ndsi formal stlrd yaranan v stdki molekullara mxtlif tsir gstrn molekulyar qvvlrin mxtlifliyi il iza olunur. Frz edk ki, mayenin stinin lap yaxn-lnda yerln m molekulundan NM fqi mstvi keirilmidir (14-c kil).

NM mstvisindn aada olan molekullar m molekulunu aa, mayenin daxilin doru, NM mstvisindn yuxarda olan molekullar is onu mayenin stin doru, yni yuxar kmy alacaqdr.

Daa dorusu, NM mstvisinin ans trfind molekullarn say ox olarsa, o trfd d m molekulunu dartan molekulyar qvv ox olacaqdr.

14-c kildn grunr ki, m molekulunun yuxar trfindki mole-kullarn say kk std (A1B1) ox, qabarq std is (A2B2) az olur. Ona gr d mayenin daxilin normal istiqamtlnn kapilyar tzyiq, fqi mstviy nisbtn, kk std az (P1), qabarq std is ox (P2) alnr ki, bunun da nticsind std tzyiq artql alnr (P1P2)v bu da Pk il iar olunur.

Hmin qvvlrin tsirini esablayaraq Laplas stin formasndan asl olan kapilyar qvvni aadak dsturla ifad edir:

(I.7)

gr (I.7) dsturundan Pk-nn qiymtini (1.6) dsturunda yerin yazsaq, onda (I.6) dsturu bel yazlmaldr:

14-c kil. Meniskin normal tzyiqtsiri

A1 B1

A B

M N

A2 B2

m

23

(I.8)

burada: K dz stdki st tbqsinin tzyiqi v ya dz std daxili mo-

lekulyar tzyiq;mxtlif cinsli mayelrin

gr stindki sti grilm;R1 v R2-maye sti yriliyi-

nin sas radiuslardr. Meniskin yriliyinin sas

radiuslarn aydn etmk n, en ksiyi ellips oxar olan borunun irisind yarananmeniskdn bir-birin per-pendikular olan iki mstvi keirk (15-ci kil). Bu zaman min mstvilrin (1 v 2) me-niskl gr yrisi qvs ml gtirir (BOC v FOE). Bel ki,min qvslrin AA1 mrkz xttindn kilmi radiuslarna meniskin yriliyinin sas radiuslar deyilir (riyaziyyatdan

mlum olduu kimi ellipsi, onun iki sas R1 v R2 radiuslar xarakteriz edir). 15-ci kildn grnr ki, gr menisk adi dairvi boru irisind alnarsa, yni sferik olarsa, onda R1 = R2 olar.

Qabarq maye sti n kapilyar tzyiq dz stinkindn ox olduundan, dsturda msbt, kk stlrd is mnfi iarsi olmaldr. Tam islanma olmazsa, sferik stlr n

olar. Burada R1sferik stin radiusudur.gr tam islanma olmamaq rti il, maye irisin r ans silindrik

kapilyar boru batrlarsa, onda yaranan meniskin radiusu

olar, burada Rkapilyar borunun radiusudur. Bu zaman islanmaperimetri is 2 R- brabr olar. gr yuxarda deyildiyi kimi islanmaperimetrinin r 1 sm-n tsir edn qvvni il iar etsk, onda btnislanma perimetri boyu tsir edn qvv 2R olacaqdr. Bu qvv,

B

A

A1

1

900

B C

0

R 1

F

E

R 2

15-ci kil. Ellipskilli meniskin sas yrilik radiuslar

2

24

kapilyar borunun oxuna nisbtn myyn bucaq ml gtirmkl, gr sti boyu istiqamtlndiyindn, onu tkil edn v kapilyarn oxuna paralel istiqamtlnn qvv =2 R cos olacaqdr. Hmin qvvsini kapilyarn en ksik sasin blsk, onda meniskin kapilyar tzyiqini aadak dsturla tyin etmk olar:

(I.9)Kapilyar borularda meniskin kk alnmas (kapilyar tzyiqin

yaranmas), mayenin kapilyar boruda z-zn rkt etmsin sbb olur. Qabarq menisk alnanda is kapilyar tzyiq mayenin rktin maneilik trdir.

gr mayeni rkt gtirn xarici qvv kapilyar tzyiqdn kiik olarsa, onda maye kapilyar boruda rkt ed bilmyckdir. Ona gr d bir ucu r ans mayey batrlm kapilyar boruda maye min borunun materialn yax islada bilirs, onda kapilyarda sviyy yuxar qalxacaqdr. ksin, gr maye kapilyar boru materialn pis isladrsa v ya e islada bilmirs, onda maye kapilyar boruda ya az qalxacaq, ya da ilk sviyydn aa enckdir.

6. AQUL KAPLYAR BORUDA MAYENN QALXMA HNDRLY V KNETK HRKT

Mayenin msamlrd rkti zaman kapilyar qalxma ndrlynn byk mli miyyti vardr.

risin mxtlif diametrli sxur dnciklri doldurulmu kapilyar borunun bir ucunu min sxuru islada biln mayey batrsaq, onda ka-pilyar tzyiqin tsiri nticsind maye sxur dnciklrinin yaratd boluqlarla z-zn yuxar qalxacaqdr. Mayenin ilk sviyydn yuxar qalxma ndrlyn kapilyar qalxma hndrly (H) deyilir. Atmosfer raiti n, kapilyar qalxma ndrlyn mumi alda aadak empirik dsturla txmini hesablamaq olar:

(sm) (I.10)

burada hava srdind mayenin sti grginliyi, dn/sm il; mayenin xsusi kisi; dor sxur dnciklrinin orta diametri, mm il; mayenin sxuru knar islatma buca. Bu bucaq ox kiik(=35) olduundan, onu sfra brabr qbul edirlr. Onagr cos 1 gtrlr;

25

m-borudak sxurun msamlilik msaldr.1(1.10) dsturundan grnr ki, mayenin sti grilmsi artdqca v

sxur dnciklrinin orta diametri, msamlilik msal v mayenin xsusikisi azaldqca, onun kapilyar qalxma ndrly byyr.

Mayenin son kapilyar qalxma ndrly, onun zllyndn asldeyildir. Bel ki, msamlrin min maye il dolmas yuxarda az,mayenin ilk sviyysin yaxn yerlrd is ox olur, yni ancaqyuxardak kiik msamlr min maye il dolur. Nisbtn bykmsamlrin llri byk olduu n, meniskin kapilyar qvvsimayeni min msamlr qaldrmaa kifayt etmir.

gr suyun irisin, yuxarda deyildiyi kimi, sxur doldurulmuboru vzin bo kapilyar boru batrlsa, onda =0, yni cos =1olmaqla, suyun kapilyar boruda qalxma ndrly Jyuren dsturu ilifad olunur:

(sm)

burada Rkapilyar borunun radiusu, mm il; mayenin sxldr.Mayenin aquli kapilyar borudak kinetik rkti dedikd, onun

qalxma srti (V) v meniskin qalxma mddti (t) baa dlmlidir.Kapilyar boru boyunca tzyiqlr qradiyenti sabit olduundan, mayeninkapilyar borudak qalxma srti (V) Puazeyl dsturu il ifad olunur:

(I.11)

Kapilyar boruya daxil olan maye sviyysindki kapilyar qvv, min srbst sa il kapilyar tzyiqin asilin brabr olduu n (Pk S)

(I.12)

olur. H ndrlkd maye stununun yaratd idrostatik tzyiq is gH-a brabr olduu n maye sviyysin Pk gH tzyiqlr

frqi tsir gstrckdir, yni P=Pk gH (I.12)

olacaqdr. P tzyiqlr frqi nticsind maye rkt glckdir ki, onun da srtini (I.12) dsturundan asanlqla esablamaq olar. Bellikl, P-nin qiymtini (I.11) dsturunda yerin yazsaq, onda

(I.13)

1 Msamlilik msal haqqnda V fsil 2-y baxn

26

olar. Kapilyar boruda qalxan maye stununun idrostatik tzyiqi (gH) kapilyar tzyiq brabr olduqda, yni kapilyarqalxan maye stunu mvazint gldikd

olur. Ona gr d H=H0 qbul ed bilrik. Burada H0 qrarlamkapilyar qalxma ndrlydur. (I.13) dsturunu inteqralladqda vH=H0 qbul etdikd

(I.14)

alnr. Buradan bel xr ki, kapilyar boruda mayenin qalxma mddtiox byk alnr. Hqiqtd is qsa mddtdn sonra maye sviyysi tmddtindn sonra yarana bilck sviyydn ox az frqli alnr.

Mlum olduu kimi (I.14) dsturunu Puazeylin stasionar al n verdiyi dsturundan istifad edrk aldq. Lakin qiqtd kapilyarda mayenin qalxmas e d stasionar alda olmur. t-nin byk qiymtlrind proses kvazistasionar 1 xarakterli olduundan, (I.14) dsturundan, ancaq olanda (t-nin byk qiymtlrind), istifad etmk olar.

Qeyd etmk lazmdr ki, S. S. Kozlovskinin transformator ya il apard tdqiqatn nticsi, rti il (I.14) dsturunun dz olduunu sbut etmidir. fqi borularda is mayenin eyni raitd lmsafsin qdr getmsi n lazm olan zaman (t) dsturu iltyin olunur. Bu alda borunun irisind vvlc ava olmal (=0),yni cos=1 v borudak mayenin arl il avann zlly kiik olduundan nzr alnmr.

7. MHLULDAKI HDROGEN ONLARININ

Lay suyunun istr mqayis etmk, istrs d laya vurulan suyun keyfiyytini yrnmk mqsdi il idrogen ionlarnn sudak kon-sentrasiyasn2 tyin etmk kifayt edir.

1 Yalan stasionar (yni sviyynin qalxmas ox yava olduundan ona

yalan stasionar proses kimi baxla bilr).2 Mhluldak bir maddnin mumi mhlula nisbtn faiz miqdar.

27

mumi kimya kursundan mlumdur ki, bir litr suda 10-7q idrogenionu (H+) olur. Hidrogen ionunun fal konsentrasiyasnn mnfiloqarifm, rti olaraq, pH il iar edilir, yni lg (H+)=7 v ya pH = 7 olur. 25C temperaturda kimyvi tmiz su neytral olur v pH = 7 qbuledilir.

Su mlulunda turu molekullarnn idrogen ionuHCl H+ + Cl-,

qlvilrin OH ionu isNaOH Na+ +OH-

bel yaranr. Ona gr d mlulda turu ox olduqda H+ ionu, qlviox olduqda is OH- ionu ox alnr. Hr ans mlulda OH- ionununkonsentrasiyas ox olduqda N+ ionunun konsentrasiyas az v ksinolur. Ona gr d istr laya vurulan, istrs d laydan alnan sularnturuluunu v ya qlviliyini H+ ionunun konsentrasiyas vasitsi iltyin edirlr. Turu mlulunda H+, qlvi mlulunda is OH- olur.

Hidrogen ionlarnn konsentrasiyasn tyin etmk n kalorimetrikv ya elektrik sullarndan istifad olunur. Bilavasit su mnbyininyaxnlnda olanda kalorimetrik suldan istifad edilir, yni pH-n 5-dn9-a qdr artmas il laqdar olaraq qrmz lakmus kazn suya batrdqda tdricn rngini dyirk, tamamil gyrir.

8. KOAQULYASYA V PEPTZASYA

Mayelrin (ksr alda sularn) bulanq olmasna, onun daxilind aslalda szgclr vasitsi il kdrlmsi mmkn olmayan kolloiddnciklrinin olmas sbb olur. Bzn mayenin trkibind bel xrdadnciklrin olmas, onun ttbiqini tinldirir. Ona gr d belmayelri durultmaa, yni daxilind olan kolloid issciklrinin xaricitsir il kdrlmsin koaqulyasiya deyilir.

Koaqulyasiya adissini aydnladrmaq n vvlc min kolloiddnciklrinin mayedki vziyytini iza edk. Msln, bulanq sudaolan dnciklrin nisbtn byklri myyn mddtdn sonra sudakr v ya suyu szgcdn keirdikd szgcd qalr. Lakin ox kiik,yni diametri 0,0010,1 mk-na brabr olan issciklr is szgcd tutula bilmir v z arl il d (uzun mddtd bel) suda kmr.mumiyytl, diametri 3

4 mk-dan kiik olan dnciklr suda k

bilmir v mi rktd olur. Brk cisimlrin, mayed asl vziyytd rkt etmsin suspenziya

deyilir. Kolloid dnciklrinin suda kmsini tinldirn (v ya ona mane olan), onlarn zrindki nazik su prdsinin yaranmasdr. Kolloid v suspenz issciklrin xsusi stlri ox byk olduundan, suda olan ionlar adsorbsiya edirlr. Bel ki, eyni maddnin dnciklri min

28

raitd ionlar adsorbsiya edir. Brk cismin (buna nv d deyilir)bilavasit zrindki ionlara sthi nv ionlar deyilir. Elektrostatik qvvnin qarlql laqsi nticsind sti nv ionlarnn trafnda is ks iarli ionlar dzldyndn, min ionlara ks ionlar deyilir. ksionlarn bir isssi nv zrindki su prdsi il qrlmaz laqd olduundan, onlar da nv il birlikd suda rkt edir. Sti nv ionlar il ks ionlar birlikd adsorbsiya tbqsini tkil edir, nv is adsorbsiya tbqsi il birlikd qranul adlanr.

Adtn, adsorbsiya tbqsind olan ks ionlar sti nv ionlar il tarazlamr, ona gr d qranullar myyn elektrik yklrin malik olur (yni, std potensial yaranr). Suda olan kolloid v suspenziya dnciklri arlq qvvsinin tzyiqindn suda kmy alr. Lakin diffuziya qvvsi min dnciklrin kmsin mane olaraq, onlarnsuda brabr yaylmasna kmk edir. Bellikl, diffuziya qvvsidnciklrin arlq qvvsin stn gldikd dnciklr artq k bilmir. Deyilnlrdn mlum olduu kimi, dnciklrin kmsin maneilik gstrn diffuziya qvvsinin azalmas v ya arlqqvvsinin artmas dnciyin kmsini tmin edr.

Ona gr d dnciklrin birlmsi v yaxud bir-birin daa oxyaxnlamas, onlarn qarlql cazib qvvsi nticsind birlmlri(ktllrinin bymsi) bir trfdn bym dnciyin cazib qvvsinin artmasna, digr trfdn diffuziya qvvsinin azalmasnasbb olur.

Dnciklr biradl elektrik yk il yklndikd onlar bir-birini itlyir ki (bir-birindn uzaqlar; bunun nticsind yaranan rkt Broun rkti deyilir), bu da dnciklrin kmsin mane olur.

Nv srdind yaranan potensial btn sti nv ionlarnnyklrinin cmin brabrdir. Bel ki, bu potensial adsorbsiya tbqsisrdind, oradak ks ionlarn cmi qdr azalr. Nayt, diffuziya tbqsind potensial daa azalaraq bir qdr ondan knarda ks ionlar esabna sfra brabr olur. Dnciklrin eyni iarli ykl yklnmsinticsind bir-birini itlmsindn yaranan rkt elektrokinetik potensialn () qiymtindn asldr.

Tcrb nticsind mlum olmudur ki, =0,050,1 b intervalndaolur. Suda kmni tmin etmk mqsdi il dnciklrin qarlqlcazib qvvsinin, onlar bir-birindn uzaqladran elektrostatik qvvdn stnlyn tmin etmk n

29

Koaqulyasiya zaman potensial, sudak elektrolit konsentrasiyasnnartmas esabna azala bilr. Bel ki, suda elektrolitin konsentrasiyasnnartmas diffuziya tbqsindn adsorbsiya tbqsin daa ox miqdarda ks ionlarn kemsin v bununla da diffuziya tbqsinin kiilmsin sbb olur.

Adsorbsiya tbqsin ken ks ionlar qranulun yklrinineytralladraraq kolloid dnciklrinin potensialn () azaldr. Bellikl, adsorbsiya tbqsindki ks ionlarn cmi, sti nv ionlarnnyklrin brabr olanda, =0 olur v koaqulyasiya daa da intensivgedir.

Qeyd etmk lazmdr ki, koaqulyasiya prosesinin gedii zamandanasl olduu n iki dvr keirir:

Ikoaqulyasiyann gizli dvr. Bu dvrd prosesin gedii adi gzl iss olunmur v qsa zamanda qurtarr.

IIkoaqulyasiyann akar dvr. Bu dvrd prosesin gedii aydngrnr.

Koaqulyasiya yaratmaq mqsdi il koaqulyasiya edn ionlarnvalentliyi artdqca, kolloid sistemin daxil ediln elektrolitin tsiri d artr. Bel ki, bu ionlar ks ionlarla eyni iarli olmaldr.

gr suyun daxilindki issciklr mnfi ykldrs, onda onlarn koaqulyasiyas n mlula iki v ya valentli kation yarada biln elektrolit daxil edilmlidir. ksin, gr min issciklr msbt ykl olarsa, onda mlula oxvalentli anion yaradan elektrolit daxil edilmlidir.

Koaqulyasiya yaratmaq mqsdi il suya daxil ediln reagentkoaqulyant1 deyilir. Koaqulyasiyann elektrolit vasitsi il yaranmasn tmin etmk mqsdi il mlula lav ediln kolloidkoaqulyantn miqdar el myyn edilmlidir ki, koaqulyasiya yaradan yklrin mumi miqdar mayed asl olan dnciklrin yklrinin amsn neytralladra bilsin. ks alda koaqulyasiya yaranmaz v yaxud lav mliyyatn aparlmas lazm glr.

Yuxarda deyildiyi kimi dnciklrin Broun rktinin intensivliyi, onlarn yaxnlamasna v birlrk asanlqla kmsin kmk edir. Mlumdur ki, r ans mayenin temperaturu artdqda, onun molekullarnn rkt srti d artr. Ona gr d tmizlnmsi lazm gln suyun temperaturu artdqca, orada koaqulyasiyasnn gedii ziflyir.

Neft snayesind laya vurulan suyun irisind ksr allarda gil dnciklri olur. Ona gr d bu dnciklrin trafnda mnfi ykl ionlarn adsorbsiya tbqsi yaranr. Bu alda ks ionlar kationlardan (Na v ya K) ibart olur.

1 Suyu tmizlmk n ttbiq olunan xsusi maddnin texniki addr.

30

mumiyytl, neft snayesind n ox ttbiq olunan koaqulyantlar Al2(S04)3 v FeS04-dr. Bzi allarda is FeCl v ya Fe2(S04)3 ttbiq edilir. Bu gstriln maddlrin alnmas, azrlanmas, kimyvi reaksiyann gedii v onlarn nvlri aqqnda trafl mlumat almaq n mvafiq dbiyyatdan istifad etmk olar. Koaqulyasiya prosesinin ks gediin, yni mluldan km dnciklrin min mlulda yenidn qarmasna v ya ll olmasna peptizasiya1 deyilir.

Yuxarda deyildiyi kimi, koaqulyasiya prosesinin yaranmas n potensialn () myyn bhran qiymtindn az olmas tlb olunduu alda, peptizasiya prosesinin gedii n bunun ksin olaraq potensial myyn bhran qiymtdn artq olmaldr. Qeyd etmk lazmdr ki, peptizasiya il koaqulyasiya proseslri n -nin bhran qiymtlri eyni olmur. Peptizasiya prosesinin yaranmas n -nin qiymti koaqulyasiyann bhran qiymtindn artq olmaldr.

Potensialn bhran qiymtind eyni iarli yklrin bir-birini itlmqvvlri onlarn yaxnlama qvvlrin stn glmy balayr. Buzaman koaqulyasiya nticsind yaranm pambaoxar birlmidnciklr artq bir-birindn ayrlmaa balayr ki, bununla da kntuyenidn mayey qararaq ilk vziyytini (kolloid mlulu vziyytini)alr.

Peptizasiya prosesi tz kntd asanlqla gedir. Lakin kntu bir qdr knldikd (dnciklr kristalladqda), onlarn peptizasiya qabiliyyti azalr.

Peptizasiya prosesinin gediin, daxilind knt olan mlulun alxalanmas da miyytli tsir gstrir. Temperatur is peptizasiyaya mxtlif tsir gstrir. mumiyytl, temperaturun artmas il peptizasiya prosesinin gedii srtlnir.

Mlulda paralanb, ona qaran kntnn miqdar mluldak mumi knt il peptizatorun2 nisbtindn asldr. Bel ki, gr myyn miqdar kntn mxtlif miqdar peptizatorla peptizasiya etsk, onda peptizatorun kiik miqdarnda knt ll olmayacaqdr (adsorbsiya olacaqdr). Peptizatoru bir qdr artrdqda, dnciklrin tdricn paralanb mlulda yaylma prosesi balayacaqdr. Peptizatoru bir qdr artrdqda, artq peptizasiya prosesi lazmi srtl gedckdir. Bundan sonra peptizasiya prosesinin gedii artq peptizatorun miqdarndan asl olmayacaqdr. Lakin peptizatoru ddindn oxartrdqda, koaqulyasiya prosesind olduu kimi, peptizasiya prosesi d

1Yunanca qaynatmaq mnasnda ildilir, yni mhlulda hll olmayan maddni hll

edrk kolloid mhlulu halna keirmk. 2Mhlulda hll olmayan maddni, kolloid halna evirmk n ttbiq olunan xsusi

maddlrin texniki addr.

31

ksin gedck, yni koaqulyasiya prosesi balayacaqdr (issciklr yenidn kmy balayacaqdr).

knt il peptizator arasnda kimyvi laq yaranarsa, ondadnciklr mayed tamamil ll olaraq qiqi mlul yaradacaqdr.

________________

32

II FSL

LLR V OXARLIQ NZRYYSNDN BZ MLUMAT

llrin aradrlmas, oxarlq nzriyysi v modelldirm, minin mxtlif adislrin analogiyas sulu tcrblrin dzgn qoyulmasnda, onlarn asan aparlmasnda, esablama ilrin srf olunan vaxtn azalmasnda v s. istifad olunan n lverili vasitdir.

Qeyd etmk lazmdr ki, neft v qaz yataqlarnn ilnmsinin elmi saslarnda bu vasitlrdn ox geni istifad olunur.

Tcrblrin dzgn qoyulmas, alnan nticlrin dzgn ilnilmsi v mumildirilmsi n nzri tlilin keyfiyytc aparlmas lazmdr. Bu zaman tcrb gstricilri minimal sayda lsz parametrlrl ifad olunur. Bu lsz parametrlr el seilir ki, onlar sas adisni asan kild ifad ed bilsin. Hidrodinamika elmind bu parametrlr sasn qvvlrin nisbtindn taplr.

mumiyytl, kmiyytlr ll v lsz olur. gr kmiyytin ddi qiymti l vaidlri sistemindn asldrsa, bel kmiyytlr ll v ksin, l vaidlri sistemindn asl olmadqda lszadlanr.

Srt, tzyiq, zllk, uzunluq, zaman v s. kmiyytlr ll k-miyytlr misal ola bilr.

Borunun uzunluunun diametrin, zllk qvvlrinin tzyiqlr frqin olan nisbtlri v s. lsz kmiyytlr aid edilir.

ndi llr nzriyysinin tlilindn v onun ttbiqinin miyytindn bs edk.

llr nzriyysinin ttbiqi saysind tnlikdki dyinlri lsz kl keirmkl dyin dlrin sayn azaltmaq olur. Frz edk ki,aadak kub tnlik verilmidir:

ax3+bx2+c=0 Burada l vaidin malik olmayan x eyni l vaidlri olan a, b

v c msallarndan asldr. gr tnliyin btn dlrini c srbst ddin blsk, onda tnlik bu kl dr:

.

Tnlikdn grndy kimi indi x dyini iki msaldan yni v

- dn asl olaraq dyiir, baqa szl x= olur, demli, tnlik lsz kl kemkl dyinlrin say 3-dn 2-y qdr azalr.

33

gr tnlik mlum deyils v funksional aslln nvn tyin etmk istyiriks, onda a v b-nin vzin v nisbtlrini dyiirik. Bu vasit il biz dyinlrin sayn azaltmaqla, az zaman v az mk srf edrk asanlqla tcrb aparmaq imkanna nail oluruq.

Frz edk ki, tcrbnin qoyuluunda v kmiyytlrinin dyiilmsi lazmdr. gr c kmiyytinin tcrb zaman dyidirilmsi daa asan olursa, onda c ni dyimkl v kmiyytlrini dyiirik(bu zaman a v b kmiyytlri sabit saxlanlr). gr, ksin, ckmiyytinin dyidirilmsi tcrb zaman tinlik trdirs, onda v

kmiyytlrini dyimk n a v b ni dyidirmk lazm glir. Tcrbnin gediind m b, m d c kmiyytlrinin dyidirilmsi eyni drcd tinlik trdirs, onda onlardan r ans birini dyimkl kmiyytlr nisbtini dyimk olar.

Yaxud baqa bir misal gtrk. Frz edk ki, aadak tnlikdki xkmiyyti a, b, c, e dyinlrindn asldr:

ax+b2+c2 + ec=0. Bu tnliyin btn dlrinin l vaidlri eynidir. gr biz tnliyinbtn dlrini ec -y blsk, tnlik aadak kl dr:

.Bellikl, tnlikdki btn dlr lsz kl salnr v dyinlrin say azalr. Alnm funksiyasnda asan tnzim olunan r ans bir uyun kmiyytin qiymtini dyimkl mxtlif v mumilmi nticlr almaq mmkndr.

mumiyytl, dsturlar ddi esablamalara ttbiq etmk n fiziki kmiyytlrin ans l vaidlri il gstrildiyini myyn etmk lazmdr.

Fiziki qanunlar, fiziki kmiyytlri myyn asllq vasitsil laq-lndirir. Ona gr d bzi kmiyytlri lmk n ixtiyari l vaidlri semi olsaq, onda baqa kmiyytlrin l vaidlri uyun qanunlara sasn alna bilr. Msln, msafni 1 metrl v zaman 1 saniy il lmyi rtlsk, onda srti 1 m/san il lmliyik. Fiziki kmiyytlr arasndak asllq el l vaidlri toplusu trtib etmy imkan verir ki, mexaniki kmiyytlri bu sistemd semk n ixtiyari l vaidi semk kifayt etsin.

34

Mlum olduu kimi bzi fiziki kmiyytlrin l vaidlri rti olaraq sas qbul olunur v qalan kmiyytlr is bu sas l vaidlri il ifad olunur.

Texnikada v mexanikada ox zaman uzunluq (L), zaman (T) v qvv (K) vaidlri sas l vaidlri qbul olunur. Lakin l vaidlri arasnda zllk (), srt () v sxlq () da sas qbul oluna bilr. Bel l vaidlr toplusuna vahidlr sistemi deyilir. Mexanikada aadak l vaidlrindn ibart sas vaidlr sistemi vardr: CGS, MKS v MTS.

CGS sistemind uzunluq vaidi 1 sm, ktl vaidi 1 q v zaman vaidi 1 san qbul olunmudur. Bu sistemd srt 1 sm/san, tcil 1sm/san2-dr.

CGS sistemind qvv vaidi olaraq 1 q ktly tsir edrk, onu tcill hrkt etdirn qvv qbul edilir.

Bu vaid dina adlanr v dn il iar olunur:1 dn=1 qsm/san2.

MKS vaidlr sistemind uzunluq vaidi 1 m, ktl vaidi 1 kq,zaman vaidi is 1 san qbul olunur. Bu sistemd qvv vaidi 1 kqktly tsir edrk, onu 1 m/san2 tcil il rkt etdirn qvvdir. Bu vaid 1 kQ adlanr.

1 kQ= 1 kqm/san2. MTS sistemind uzunluq vaidi 1 m, ktl vaidi 1 t, zaman vaidi

is 1 san qbul olunur. Bu sistemd 1 t ktly 1 m/san2 tcil vern qvvni qvv vaidi qbul edirlr. Bu qvv vaidi 1 sten adlanr v snil iar olunur

1 sn=108 dn. gr uzunluq vaidini L il, zaman T il v qvvni K il iar etsk, onda idromexanikada n ox istifad olunan kmiyytlrin l vaidlri sas l vaidlri vasitsi il bel ifad olunur:

Srt - []1 = ;tcil ;bucaq srti ;

zllk ;

1Hr ans kmiyyti orta mtrizd yazdqda, biz onun ancaq l vaidlrini nzrd tuturuq.

35

tzyiq p - [p] = ;

sxlq - [] = ;

xsusi ki - [ ] = ;

ktl m - [m] = ;

sthi grilm - [] = .

Frz edk ki, r ans bir tnlik, msln, qvvlr sisteminin mvazint tnliyi verilmidir. Tnliyin btn dlri eyni l vaidlri il ifad olunur. gr tnliyin btn dlrini bu dlrin birin blsk, onda lsz kmiyytlr alnacaqdr, ancaq bu lsz kmiyytlrin say tnlikdki dlrin mumi sayndan bir dd az olacaqdr. Msln, tutaq ki, tnlik bu kilddir:

A + B + C + D =0. A,B,C v D dlrinin l vaidlri eynidir. gr A ddinin qvv

vaidi CGS sistemind dina, MKS sistemind kQ, MTS sistemind stenis, onda B, C v D dlrinin d l vaidlri eyni r olmaldr. Tnliyin sol v sa trflrini D ddin blsk, bel alarq:

Yni drd dn ll A , B, C v D kmiyytlri vzin dnlsz kmiyytlrini alrq.

Hidrodinamikada A ddi mqavimt qvvlrini, B ddi tzyiq quvvlrini, C ddi arlq qvvlrini v D ddi is talt qvvlrini ifad edir. Burada nzri mexanikadan mlum olduu kimi Dalamber prinsipindn istifad olunur.

ndi bu qvvlrin ifadlrinin taplmasn iza edk. 1. zl mayelrd mqavimt qvvlri yalnz zl qvv-

lrdn ibartdir. Bu qvvlrin ifadsi Nyutonun srtnm qanunundan tyin edilir. Nyuton qanununa gr srtnm grginliyi bel taplr:

Srtnm grginliyinin say asili is mqavimt qvvsini verckdir. l vaidlrini nzrd tutaraq bel yazrq:

36

2. Tzyiq qvvlrini tapmaq n tzyiqin tsir etdiyi say asilini gtrmk lazmdr:

B = p F = p L2 3. Arlq qvvlri Nyutonun ikinci qanunundan taplr:

C = mg = L3g burada L3 hcm v g yerin cazib tcilidir.

4. ndi talt qvvlrini tapaq. Frz edk ki, maye srti ilboruda hrkt edir. srtinin proyeksiyalarn x, y v z il iar edk. Bu proyeksiyalar r biri ayr-ayrlqda x, y, z koordinatlarnn v zamann (t) funksiyasdr:

x = x (x, y, z, t); y = y(x, y, z, t) vz = z(x, y, z, t).

talt qvvlrinin taplmasn sadldirmk n rktin ancaq z oxu istiqamtind olduunu qbul edk. Bunu eyni qayda il x v yoxlar n d etmk olar:

substansial trmdir (substansiya, hrkt edn v dyin materiya demkdir).

z -in tam diferensial t, x, y, z - gr xsusi diferensiallarnn cmindn ibartdir:

onda

x v y oxlar zr rkt olmad n ikinci v nc dlr sfra brabr olur:

lokal (mhlli) trmdir. Alnm ifadnin btn dlrini ktly vursaq, talt qvvsini

alrq.

37

Qrarlam rktd srt zamandan asl olmad n talt qvvlri bel olur1:

Qrarlamam rktd srt zamandan asl olaraq dyidiyi n lav qrarlamam talt qvvlri d meydana xr ki, bu qvvni bel tyin etmk olar:

vvlc zl mayenin qrarlam rkti zaman tsir edn qvvlri aradrdmz n verilmi tnlikd aadak ifadlrdn istifad edcyik:

mqavimt qvvlriA= L;tzyiq qvvlri B = pL2;arlq qvvlri C = L3g;talt qvvlriD = L22.

gr qvvlr balans tnliyind btn dlri nvb il birin blsk, 4 qrup qvvlr nisbti alarq.

I qrup:1.

2.

3.

Qvvlr balans tnliyinin btn dlrini C ddin blsk,

alarq, bu nisbtlrdn ikinci qrup lsz kmiyytlr alnr.II qrup:

4.

5.

6.

1Burada v aada talt qvvsinin mtlq qiymti nzrd tutulur

38

Tnliyin btn dlrini B ddin blsk, aadak lsz dlr toplusunu alarq:

Buradan nc qrup lsz kmiyytlr alnr.III qrup:

7.

8.

9.

Tnliyin btn dlrini A ddin blsk, aadak tnliyialarq:

Buradan drdnc qrup lsz kmiyytlr alnr. IV qrup:

10.

11.

12.

Aydndr ki, bu 12 dd lsz kmiyytdn r ans bir qrup mlum olduqda qalanlarn bu qrupdan ( kmiyytdn) vurma, yaxud blm nticsind almaq mmkndr. Bellikl, tyinedici lsz parametrlrin say dr, qalanlar is bu parametrin kombin edilmsindn alnr. ndi zl mayelr n aldmz bu lsz kmiyytlrin iza il mul olaq.

1-ci v 12-ci nisbtlr bir-birinin ksi olub, Reynolds parametri adlanr v bel ifad olunur:

Bu parametr zl mayelr n talt qvvlrinin srtnm qvvlrin olan nisbtin brabrdir. 2-ci il 9-cu nisbtlr d bir-birinin ksi olub, Eyler parametri adlanr v bel ifad olunur:

39

Bu parametr tzyiq qvvlrinin talt qvvlrin olan nisbtidir.3-c il 6-c nisbtlr bir-birinin ksi olub, Frud parametri adlanr

v bel ifad olunur:

Fr parametri mayelrd talt qvvlrinin arlq qvvlrin olan nisbtini ifad edir.

Re-nin byk qiymtlrind qrarlam rkt zaman talt qvvlri zllk qvvlrindn ox byk olarsa, Frud parametri sabit qiymt alr: Fr =const olur.

Bu alda

olacaqdr.4-c il 11-ci nisbtlr d bir-birinin ksi olub, Stoks parametri

adlanr:

Stoks parametri zl mayelrd arlq qvvlrinin srtnm qvvlrin olan nisbtini gstrir.

Re-nin ox kiik qiymtlrind qrarlam rkt zaman tzyiqlr frqi tsir etmdikd arlq qvvlri il zllk qvvlrinin cmi sfra brabr olur. Bu alda olur.

Burada v L uyun olaraq xarakterik xsusi kini v xarakterik ln gstrir; -n maye il brk cismin xsusi kilrinin frqi v L-iis krnin diametri qbul edib, aadakn alrq:

5-ci il 8-ci nisbtlr bir-birinin ksi olub, tzyiq v arlq qvvlri nisbtini gstrir. Bu nisbt hidravlik maillik adlanr v bel ifad olunur:

7-ci il 10-cu nisbtlr bir-birinin ksi olub, zl mayelr n Laqranj parametri adlanr v bel ifad olunur:

40

Bu parametr zl mayelrd tzyiq v srtnm qvvlri nisbtini ifad edir. zl mayelr n Eu, Fr v La parametrlrini sas qbul edib, o biri parametrlri bunlarn kombinasiyasndan almaq mumkndr:

Demli, idravlik maillik Eyler v Frud parametrlrinin asilin brabrdir.

Laqranj parametrinin, Eyler v Frud parametrlri asilin olan

nisbti zl mayelr n Stoks parametrlrini verir.Laqranj parametrinin Eyler parametrin

nisbti is zl mayelr n Reynolds parametrini verir.Btn bu iza etdiyimiz parametrlr qrarlam rkt aiddir,

yni srt zamandan asl deyildir. Qrarlamam rkt n is lavolaraq yeni bir lsz parametr d meydana xr.

Qrarlam rktdki talt qvvlrinin (L22) qrarlamamrktdki lav talt qvvlrin olan nisbti Struxal parametri(Sh) adlanr. Buna omoxronluq (eyni vaxtlq) parametri d deyilir vbel ifad olunur:

Struxal parametri bydkc rkt qrarlam rkt yaxnlar v zamann sonsuz qiymtind (T=) Struxal parametri sonsuz qiymt aldndan (Sh=) rkt qrarlam olur.

Demli, zl mayelrin qrarlamam rktind, qrarlam rktdn frqli olaraq vzin drd lsz parametr itirak edckdir.

gr myyn bir adisni iza etmk n uyun diferensial v yaxud baqa riyazi asllq qurmaq mmkn deyils, onda llr nzriyysindn istifad etmkl riyazi tnliyi olmayan bir fiziki adisni iza etmk olar. Bunun n fiziki adisnin izanda bizi maraqlandran kmiyytin ans kmiyytlrdn asl olduunu myynldirn funksiya klind fiziki tnlik qurmaq kifaytdir. Hadisni aydnladran balanc v srd rtlrini d bilmk lazmdr. Bu alda teoremindn

41

istifad edrk adisni xarakteriz edn sas lsz parametrlri akara xarmaq mmkndr.

Frz edk ki, l vaidin malik olan a kmiyyti bir-birindn asl olmayaraq dyin l vaidli a1, a2, a3,..., an kmiyytlrindn asldr:

a=a(a1+a2++an).Funksional asllq mumiyytl, y=f(x) klind yazlr. Lakin,

asllqlarn say ox olduqday1=f (x1); y2=F(x2); y3 = (x3)

v sair yazlarkn funksiya iarlri mxtlif qbul olunmaldr. Butexniki tinliyi aradan qaldrmaq n asllqlar mexanikada qbulolunduu kimi, bel ifad olunur:

y1=y1(x1), y2=y2 (x2) v s .Bel frz edk ki, bu ll kmiyytlrin irisind m qdr dd

mstqildir. Mexanikada v texnikada asl olmayan l vaidlrininsay dn artq ola bilmz. Asl olmayan l vaidlri, yni uzunluq(L), zaman ( T ) v qvv ( K ) , yaxud da asil, qismt, qvvtyksltm kombinasiyalar nticsind uzunluq, zaman v qvvvaidlrini vern kmiyytlr qbul olunur.

Msln:[l]=L

,

5-ci tnliy n+1 qdr ll kmiyytlr daxildir. teoremin sasn n+1 qdr ll kmiyytlr arasnda laq, n+1 qdr ll kmiyytlrdn tkil olunmu n + 1 k qdr lsz parametrlrl ifad oluna bilr. Burada k asl olmayan kmiyytlrin saydr.

Onda lsz parametrlr bel ifad olunur:

,

42

.

Burada m1, m2, m3, , mk; p1, p2, p3, , pk v q1, q2, q3, , qk gstricilri el seilir ki, , 1, n+1k parametrlri lsz kild alnsn. teoremini aadak konkret misalda aydnladraq.Tutaq ki, a kmiyyti vzin tzyiq dmsi v mstqil ll

kmiyytlrin vzin is srt (), sxlq () v uzunluq (l) verilir.Onda

Bu dsturda sol trf lsz olduu n (LTK olduu n) brabrliyin sa trfi d LTK, yni lsz olmaldr:

.

L, T, K-nn sol trfdki qiymtlrini sa trfdkin brabrldirib ll etsk, qvvt gstricilrini (m1, m2, m3) tapa bilrik. Bunun n tnliyi aadak kild yazaq:

Bu stl tnliyi ll etsk,1m1=0,2+4m1m2m3=0,2m1+m2=0

alarq. mcullu tnlikdn m1=1, m2 v m3=0 olur. Qiymtlriyerin yazdqda lsz parametr bel kil alr:

Bu, tzyiq qvvlrinin talt qvvlrin nisbti olub, Eyler parametriniverir.

Ayr-ayr msllrin llind llr nzriyysindn istifad edrkn fiziki v riyazi mlaizlr saslanlmaldr. Msln, birmslni iza edrkn, min adisnin gediin tsir edn btn amillrnzrd tutularaq fiziki tnlik qurulur.

Boruda sxlmayan zl mayenin rktini aadak misal il aydnladraq. Mlum olduu kimi zl mayenin boruda rkt etmsin boruda tzyiqlr frqi yaratmaq lazmdr. Tzyiqlr frqinin qiymtiborunun uzunluq v diametrindn, mayenin zllyndn, sxlndan,minin d arlq tcili v rkt srtindn asl olaraq myynldirilir. Sxlan mayenin rkti n tzyiqlr frqinin

43

vzin borunun uclarnda tsir edn tzyiqlrin mtlq qiymtlrini gtrmk lazmdr.

Sabit en ksikli boruda sxlmayan zl mayenin qrarlam rejimd rkt etmsi n borunun uclarna tsir edn tzyiqlr frqi pgstriln kmiyytlrdn asl olur. Bu al n fiziki tnliyi bel ifad etmk olar:

(p, l, d, , g, , ) =0.Bu fiziki tnlikdn tzyiqlr frqi bel taplr:

p=p(l, d, , , ),Burada pmayenin rktin sbb olan boru uclarndak tzyiqlr frqi;

lborunun uzunluu;dborunun diametri;mayenin borudak rkt srti;gyerin cazib tcili;mayenin sxl;mayenin zllydr.

Bu fiziki tnlikd 7 dn dyin ll kmiyyt vardr. Mstqill vaidlrinin say olduu n teoremindn istifad etsk, 4 lsz parametr xara bilrik. Mstqil vaidlr (K, L, T) almaq ntnlikdki ll kmiyytlrdn istniln n sas qbul edib lszparametrlri xarmaq olar. Bu alda min kmiyytlr mxtlifvariantlarda seil bilr. Msln: 1) p, d, ;

2) g, l, p v s.Hr bir variantda qbul olunan ll kmiyytlri el semk

lazmdr ki, bunlarn stl kombinasiyalar (vurma, blm v yaxudqvvt yksltm) nticsind asl olmayan uzunluq (L), arlq (K) vzaman (T) vaidlrini almaq mmkn olsun. ndi qbul etdiyimizvariantlarda bu rti yoxlayaq. Birinci variantda tzyiq, diametr v srtsas qbul olunduu n bunlarn kombinasiyasndan L, K v T l vaidlrini almaa alaq.

Uzunluq vaidini alaq:pxdyz=L,K,T;

buradan L2x+y+z Kx Tz = L K T;

44

Hmin tnliyi ll etdikd x = 0, y = 1 v z = 0 alrq, yni uzunluq vaidialmaq n p, d v -nin bel kombinasiyas gtrlmlidir:

p d = L.Qvv vaidini alaq:

px d z =L K T;

buradan L2x+y+z Kx Tz = L K T;

Hmin tnliyi ll etdikd x=1; y=2; z =0 alrq, yni qvv vaidi almaqn p, d v -nin bel kombinasiyasndan istifad etmliyik:

.Zaman vaidini alaq:

px dy z = L K T ;

,

buradan L2x+y+z Kx Tz =L K T ;

Hmin tnliyi ll edib x = 0; y= 1; z= 1 alarq, yni zaman vaidinialmaq n p, d v -nin bel kombinasiyas gtrlmlidir:

ndi verilmi r iki variant n lsz parametrlri xaraq.I variant ( p, d, ).

lsz parametrlrin xarlnda qbul olunmu kmiyytin elkombinasiyasn semk lazmdr ki, tnlikdki yerd qalan kmiyytlrin

45

l vaidlrini almaq mmkn olsun v blm nticsind alnanparametr lsz olsun.

Bu parametrlri alaq. l kmiyyti n:;

L, K v T-nin stlrini brabrldirib ll etsk, aadakn alarq.

stlri yerin yazsaq, lsz parametr bu kild olar:

g kmiyyti n:

Bu alda

Nticd ikinci lsz parametr bel olur:

buradan alnr.

kmiyyti n:

Bu alda

46

nc lsz parametr bel alnr:

buradan

olur. kmiyyti n:

.Bu halda

Drdnc lsz parametr bel olur:

buradan

alnr.Burada biz zl mayelrin rkti n Eu, Fr v La parametrlrini

aldq.Eyni qayda il p, d v -y gr lsz parametrlri xarsaq:

alarq.

Tnlikd itirak edn 7 kmiyytdn 3- srbst dyin qbul olunduu n lsz parametrlrin say srbst dyinlrin say qdr azalr, yni 73=4 parametr alnr.

II variant .

47

Bu variantda , l v p ll kmiyytlrini sas qbul edib, teoremindn istifad edrk onlarn kombinasiyasndan lsz parametrlri xarsaq, bel alarq:

Birinci variantdak parametrlrl mqayis edk.

rlid qeyd etdiyimiz kimi verilmi fiziki tnlikd Eu, Fr v Laparametrlri v nisbti vasitsi il zl mayenin rktini iza etmk olar.

p-nin axtarlmasnda tcrblrin nticlrini gstrmk n para-metrlrin seilmsini nzrdn keirk.

p kmiyyti Eu parametrin daxil olduu n irlid gstrilmi fiziki tnlikd dyinlri lsz parametrlr tnliyi il bel vermk olar:

Qalan parametr el seilmlidir ki, orada axtarlan p kmiyyti itirak etmsin.

Hmin tnliyi p itirak edn Laqranj parametri il d ifad etmk olar:

Bu gstriln tnlik stasionar rkt ndr. Hrkt qeyri-stasionar olduqda Struxal parametri d nzrd tutulmaldr.

Hrkt izotermik olduqda boru boyunca mayenin fiziki xasslri dyimir v minin ksilmzlik tnliyindn srf v en ksik sabit olduu n vaid uzunlua dun tzyiq itkisi brabr olur. Bu alda p-ni deyil, -i axtarmalyq. Msln, boruda 100 m uzunlua mvafiq gln tzyiq itkisini bilsk, onda 200 m v 300 m uzunluqlarda da tzyiq itkisini tapa bilrik. Burada balanc v son isslr nzr alnmr. rlid iza etdiyimiz tnlikd vaid uzunlua dn tzyiq itkisi bel ifad oluna bilr:

yrnildiyi n parametri aradan xr v Eyler parametri bel yazlr:

;

48

buradan

Bu dstur Darsi v Veysbax trfindn xarld n DarsiVeysbax dsturu adlanr v bel ifad olunur:

burada =2 ( R e ) idravlik, mqavimt msaldr.

gr rktd sti grilm itirak edirs, bu alda talt v mqavimt qvvlrini mqayis edirik.

Laplas qanunundan olduundan

burada WeVeber parametridir.

___________________________

49

III FSL

TERMODNAMKA V STLKTRMY DAR BZ MLUMAT

1 . ENERJNN EVRLMS V TMMS QANUNU

Termodinamikann I qanunu

Enerjinin evrilmsi v itmmsi qanunu ilk df 1748-ci ild mumi alda Lomonosov trfindn verilmidir. Bunun maiyyti beldir: enerji yenidn yarana bilmz v it bilmz. Enerjinin ancaq bir aldan baqasna kemsi mmkndr. Tbit dair biliklr artdqca materiyannbtn mlum enerji formalaristilik, kimyvi, elektrik v s. kmiyyt etibar il yrnilmy balanmdr. Nticd enerjinin evrilmsi v itmmsi qanunu mumi keyfiyyt ideyasndan kmiyyt qanununa evrilidir.

Hr ans sonlu qapal sistemd1 enerjinin miqdar sabit qalr. Buqanun bel kild enerjinin itmmsi qanunu adlanr.

Buradan bel bir ntic xr ki, qapal sistemd cismin bir yerind enerjinin azalmas baqa yerind oxalmasna sbb olur. gr r iki enerji eyni l il ifad edilrs, onda enerjinin evrilmsi brabr,mxtlif llrl ifad etdikd is evrilm ekvivalent miqdarda olur.

1842-ci ild Robert Mayer v sonralar Coul tapmlar ki, mexaniki enerji istilik enerjisin evrildikd, 1 kkal istilik 427 kQm i uyun glir v ksin, 1 kQm i grldkd 1/427 kkal istilik almaq olar.

stilik miqdar il i arasnda olan laq onlarn evrilmsi zamanaadak tnlikl taplr:

Q=AL, burada Q istilik miqdar; L i

1 Qapal system dedikd xaricl laqsi olmayan system hzrd tutulur.

50

A iin istilik ekvivalentidir.kmiyyti istiliyin mexaniki ekvivalenti adlanr.

Ekvivalentlrin ddi qiymti seiln l vaidindn asldr. Texnikitermodinamikada i n l vaidi kQm , istilik n kkal qbul edilmidir. Odur ki, .

Sistem bir aldan baqa ala kedikd daxili enerji, yaxud sistemin tam enerjisi yeni qiymt alr v daxili enerjinin balanc v son qiymtlrinin frqi kimi taplr:

u=u2u1.Elementar prosesdn tr

du=dQAdL,yaxud

dQ = du+Adl. (III.1)Bu tnlik termodinamikann I qanunudur.

Qeyd etmk lazmdr ki, du daxili enerjinin sonsuz kiik dyimsi olub, onun diferensialdr. d Q v dL is az miqdar istilik v i olub, r ans bir funksiyann diferensial deyildir, nki bir trfdn istilikl i, digr trfdn sistemin termodinamik al parametrlri arasnda funksional asllq yoxdur.

Odur ki, u=(,t) olduqda Q-nn v t-dn asl olan funksiyas olmur. gr termodinamikann I qanununu sistemin al parametrlri vasitsil gstrsk, aadakn alarq:

d Q = du + A p d (III.2)

Qazlarn istilik tutumu

1 kQ qazn temperaturunun 1C dyimsin srf olunan istilikmiqdarna is ti l ik tutumu deyilir.

(III.3)

Orta v qiqi istilik tutumlar da vardr.Temperaturun dyimsi sonlu kmiyyt olduqda, istilik miqdarnn

qazn temperaturlar frqin olan nisbtin orta isti l ik tutumu deyilirv bel ifad olunur:

(III.4)

Temperaturlar frqi sonsuz kiik olduu zaman, -nin limit qiymtinhqiqi istilik tutumu deyilir. Bu alda

d q = m c d t,

51

buradan. (III.5)

Real qazlarn istilik tutumu tzyiq v temperaturdan asldr. Qazlarnistilik tutumunun tzyiqdn asl olaraq dyimsi ox kiik olduu nbunu nzr almamaq olar. mumi alda istilik tutumununtemperaturdan aslln n kiik kvadratlar sulu il alnm tnliklgstrmk olar:

, (III.6)

burada a, b v dddi msallar olub, qazn tbitindn v prosesinxarakterindn asldr.

ox zaman ikiatomlu qazlar n istilik tutumunun temperaturdanasll xtti funksiya il gstrilir.

C=a+bt (III. 7 )gr molekulyar kini M il iar etsk, onda molekulyar istilik

tutumu n bel yaza bilrik:

(III.8)

Sabit cmd istilik aldqda, yni btn veriln istilik sistemin daxili enerjisinin artmasna sbb olduqda bel yaza bilrik:

Qv=u2u1.Qazn kinetik nzriyysindn mlumdur ki, biratomlu ideal qazn

daxili enerjisi onun kinetik enerjisin brabrdir:, (III.9)

burada cVsabit cmd istilik tutumudur.gr istilik sabit tzyiqd alnarsa, bu zaman srf ediln istilik daxili

enerjinin dyimsindn lav bir d xarici iin grlmsin srf olunur.Qp=(u2u1)+p(21),

yaxudQp=H=u+pdv,

H=u+p. (III.10)(III. 10) tnliyini T-y gr diferensiallasaq, aadakn alarq:

52

(III.11)

Buradan, bir qrammol n

v ya . (III.12)

cp>cv.Real qazlarn istilik tutumu olan cp v cv tcrbdn taplr. Qaz qa-

tqlarnn istilik tutumu onlarn trkibin gr esablana bilr. Qaz qa-tnn trkibi cm, ki, yaxud molekulyar isslr vasitsil veril bilr.

2. DEAL QAZ QANUNLARI

Qaz aln tyin edn parametrlr sas etibar il tzyiq, cm v temperatur olub bir-birindn asldr:

F ( P , , T ) = 0 . (III. 13)Mvazint alnda mxtlif parametrlri kmiyytc laqlndirn

tnliy hal tnliyi deyilir. deal qazlardan tr al tnliyi BoylMariott v GeyLssak qanunlarndan alnr, buna KlapeyronMendeleyev tnliyi deyilir v bel ifad olunur:

P = R T , (III.14)burada P tzyiq; xsusi cm; Rqaz sabiti; T temperaturdur.

Bu qanun ideal qazlar n verilmidir. deal qazlarda molekullararasnda qarlql tsir qvvsi v molekullarn cmi qazn mumicmin nisbtn ox kiik olduundan nzr alnmr. G kQ qazdan tr al tnliyi aadak kimi yazlr:

P G=G R T , (III. 15)burada G = V qazn mumi cmidir.

R-in ddi qiymti tzyiq v cm vaidindn asldr. gr tzyiqatmosfer, cm litrl verilrs, 1 q mol qaz n qaz sabiti bel olar:

.Bu, xarici tzyiqin 1atm qiymtind qazn cminin 1l

genilnmsind grln idir.Tzyiqi dn/sm2 , cmi sm3 il gstrsk,

53

alnr. 107 erq=1 coul olduundan:R =8,313 coul/C.

1 kkal = 4,182 coul olduundan:

R = 1,988 kkal/C.

1 kkal 427 kQm i ekvivalent olduundan:

R = 1,988427 = 848 kQm /C kQ mol

alnr. Buradan qaz sabiti 1 kQ mol qaz 1C qzdrdqda grln idir.Verilmi P v T raitind qazn cmi GR asili il tyin edilir.Buradan bel bir ntic xr ki, verilmi raitd cmlri brabr olanmxtlif qazlar n GR eyni qiymt malikdir.

Avaqadro qanununa gr eyni tzyiq v temperaturda brabr cmd olan btn qazlarn molekul saylar eyni olduundan onlarn kilri il molekulyar kilri mtnasibdir. Demli, qazlarn frdi xasslrindnasl olmayaraq R asili btn qazlar n brabr olacaqdr. Rkmiyytin universal qaz sabiti deyilir. Hal tnliyinin r iki trfini y vursaq,

P = R T (III.16)alarq, burada molekulyar cmdir: = V.

Bu alda PV=R T. (III.17)

Tcrblrdn taplmdr ki, r ans bir qazn qrammolekulundaolan molekullarn say N=6,061023-dr. Bu, Avaqadro ddi adlanr.Avaqadro ddi btn qazlar n lazmi universal sabitlrdndir.Aydndr ki, universal molekul say vardrsa, onda universal cm dolmaldr. Bu cr hcm molekulyar hcmdir. Nzri v tcrbi olaraqtaplmdr ki, 1kQ molun hcmi 0 C v 760 mm civ stunu tzyiqind22,41 m3-dir.

Dalton qanunuDalton qanununa gr qarqda olan qazlar bir-birindn asl

olmayaraq zlrini srbst aparr, yni z fiziki xasslrini saxlayr. Qarqda olan r bir komponent z tzyiqi altnda olur. Bel tzyiq parsial tzyiqlr deyilir. Dalton qanununa gr qaz qatnn mumi tzyiqi, qatqda itirak edn komponentlrin parsial tzyiqlrinin cmin brabrdir:

54

P=p1+p2 +p3+. . . +pn , (III.18)

burada p1 , p2, p3 , . . . , pnkomponentlrin parsial tzyiqlridir.Qatqdak komponentlrin r birinin hcmi, qatn cmin

brabrdir: V =1 =2 =3 = . . . = n (III.19)

Lakin onlarn r biri z parsial tzyiqlri altnda olur. gr komponentlrin cmlrini mumi tzyiq gtirsk, onda parsial cmlr alnr, bunlarn cmi qatn cmin brabrdir:

1+2+3+..+n=

(III.20) (III.20) brabrliyindn parsial tzyiqlrini tapmaq olar:

. (III.21)

Komponentin parsial cminin qatn mumi cmin olan nisbti cm isssi, yaxud mol isssi olub, buxar fazas n y rfi il iar edilir:

, (III.22)

Bellikl, komponentin parsial tzyiqi qatn mumi tzyiqi il komponentin cm, yaxud mol isssinin asilin brabrdir.

3. REAL QAZLAR N HAL TNLY

Tcrb materiallarnn yrnil-msi gstrir ki, ideal qazlar n verilmi al tnliyi bzi qazlar n normal raitd bel 23% xta verir. Yksk tzyiqlrd bu xta daa byk qiymtlr alr.

Buna sbb ideal qazlar n al tnliyi xarldqda qaz mo-lekullarnn tutduu cmin v molekullar arasnda qarlql tsir qvvsinin nzr alnmamasdr. Odur ki, ideal qaz alnn sas tnliyini real qazlara ttbiq etdikd

(III.23)

1,0

0,9

0,8

0,7

z=P

V/P

T

0,6

0,5

0,4

0 1 2 3 4 5 P

T - 2,01,91,81,7

1,61,5

1,41,3

1,21,15

1,1

16-ci kil. Qazlarn sxlma msalnn evrilmi tzyiq v

evrilmi temperaturdan asll

55

iniraf msaln nzr almaq lazmdr.niraf msalnn ddi qiymtini tapmaq n mxtlif sullarla

yrilr qurulmudur. stifad edilmsin gr bunlarn sahsi v n geni ttbiq olunan tdqiqat nticsind alnm P evrilmi tzyiq v Ttemperaturundan asl olaraq qurulan yrilrdir (16-c kil).

Qaz qatnn iniraf msaln tyin etdikd bran parametrlr vzin qatn molekulyar trkibi sasnda esablanm aadak orta bran parametrlr gstrilmlidir:

; (III.24)

, (III.25)

burada komponentlrin bran tzyiqlri; komponentlrin bran temperaturlar;

a1 , a2 , . . . , an komponentlrin cm isslridir.Hazrda real qazlarn xasslrini ox dqiq xarakteriz edn mxtlif

al tnliklri vardr. Lakin bunlar o qdr mrkkbdir ki, texniki esablamalarda istifad olunmur.

Texnikada n geni yaylm al tnliyi Van-der-Vaals (1873) tnliyidir:

, (III.26) burada a v bqazn tbitindn asl msallar olub, molekullar

arasndak qarlql tsiri v molekullarn hcmini (b) nzr alr.

4. BUXARIN ELASTKLY. UUCULUQ. BUXARLANMA STLY.

Verilmi temperaturda mayenin doymu buxarnn elastikliyi el bir tzyiq deyilir ki, bu tzyiqd maye znn buxar fazas il mvazintd olur, yni mayedn qaza n qdr molekul buxarlanrsa, qazdan da mayey o qdr molekul kondens olur. Temperatur artdqca buxarn elastikliyi artr v vaid cmd buxarlanan molekullar maksimal olduqda, znn n byk qiymtin atr:

Q = (t). (III.27)

56

Mlumdur ki, iki oxar mayenin mtlq qaynama temperaturlar nisbtn sabitdir. Bu qanundan istifad edrk lazmi temperaturda yngl karboidrogenlrin buxar elastikliyini tapmaq olar:

(III.28) burada T 1 - birinci maye buxarnn p1 elastikliyin uyun olan mtlq

qaynama temperaturu; - ikinci maye buxarnn p1 elastikliyin uyun olan mtlq

qaynama temperaturu;Hr ans bir temperaturda buxar elastikliyini Koks diaqramndan

(17-ci kil) tapmaq olar.

Temperatur, 0

17-ci kil. Koks diaqram

Ksilod dekan

KsiloiNonan Metil etilen

Etilbenzol

OktanToluolBenzol

peptanheksann-PentanizopentanButilen

izobutan

n-ButanzobutilenPropan

Etan

Propilen

Metan

0,003

0,008

0,0160,020

0,054

0,109

0,403

0,204

0,680

1,088

2,0404,08

20,40

10,86

408,0

204,0

68,00

108,8

40,00

5,80

680,0

1360 10 10 20 5040 70 1401201009080300 160 180 25023021060

57

Heterogen sistemlrd1 mvazint alnda buxar v maye fazasnnbuxar elastikliyi brabr olur. Baqa szl, maddnin bir fazadan baqafazaya kemsi r iki al n eyni olur.

Qaz qarqlarnda xarici tzyiq ayr-ayr komponentlrin buxar elas-tikliyin uyun glmyib, ondan byk v kiik ola bilr. Alaqtzyiqlrd bu frq ox olmur, yksk tzyiqlrd is buxar elastikliyitemperaturdan baqa m d tzyiqdn asl olaraq dyiir.

Q=f ( p,T) (III. 29)

Bu asllq ox mrkkb olub, ll edilmsi d tindir. C. A. Lyus (1901) uuculuq (fugetivlik) adlanan yeni bir funksiya

vermidir.Qeyd etmliyik ki, uuculuun tyin olunmas real qazlarn ideal

qazlardan olan inirafn da nzr alr.Uuculuun mtlq qiymti qazn tzyiqinin sfra yaxnlamas il

min tzyiq yaxnlar v tcrbi olaraq brabrlir:

kmiyyti qazn v ya buxarn aktivliyi adlanr.Qazlarn uuculuunun tyin edilmsi bard aada danlacaqdr.

Mayenin uuculuu doymu buxarn tzyiqind v ona uyun temperaturda maye il mvazintd olan buxarn uuculuuna brabrdir. gr eyni zamanda maye v buxar fazas mvcuddursa, bunlar n ayrlqda bel yaza bilrik:

fb=f'b y v fm=f'm x, (III. 31)

burada fb v fM buxar v maye fazasnn uuculuu;f'b v f'M ayrlqda gtrlm buxar v mayenin uuculuu;y v xbuxar v maye fazasnda komponentlrin mol isssidir.

Mvazint alnda fb = fm olduundan bel yaza bilrik:

, (III. 32) burada kmvazint msal v ya komponentin paylanma msaldr.

Mvazint msaln Raul v Dalton qanunlarnn birlikd llindn d tapmaq olar. Mvazint msal mxtlif komponentlr n tzyiq v temperaturdan asl olaraq Braun yrilrindn taplr.

1 Birkomponentli mxtlif fazal sistem demkdir.

58

Verilmi temperaturda 1 kq mayenin buxara evrilmsi n lazm olan istilik miqdarna buxarlanma istiliyi deyilir.

Buxarlanmada udulan istilik iki issdn ibartdir: l = l I + l e , (III. 33)

burada l i mayenin molekullar arasndak ilim qvvsinin dfedilmsin srf olan enerji, yaxud buxar ml glmnin,v ya buxarlanmann daxili istiliyi;

l e ayrlan buxarn xarici tzyiq qar grdy i, yaxud iin buxarlanma istiliyidir.

Sabit tzyiqd 1 mol buxarn ml glmsi zaman grln xarici i tzyiql cm artmnn asilin brabrdir:

l e = p ( v b - v m ) (III. 34)burada p tzyiq;

b buxarn cmi;M mayenin cmidir.

5. TERMODNAMKANIN KNC QANUNU

Yuxarda qeyd etdik ki, termodinamikann I qanunu xaricl laqsiolmayan sistem enerjisinin sabitliyindn, mxtlif enerji formasnn ekvi-valentliyindn, daxili enerjinin dyimsi il veriln istilik v grln iarasnda olan laqdn bs edir. Lakin I qanun bu v ya digr prosesinaparlmasnn mmknly mslsini, prosesin inkiaf istiqamtini vdudunu tyin etmk n bir qayda qoymur. Btn bu ctlr vproseslrin zlrin mxsus olan xsusiyytlr termodinamikann IIqanunu il myyn edilir.

Karno prinsipini inkiaf etdirrk Klazius (1850) termodinamikannII qanununu aadak postulat klind vermidir: istilik soyuq cisimdnisti cism z-zn ke bilmz.

Termodinamikann II qanununun n miyytli nticlrindn biriKlapeyronKlazius tnliyidir:

, (III.35)burada T temperaturunda evrilm istiliyi;

v 1mayenin buxarlanmas al n maye v qazn xsusi cmlri;

p doymu buxarn T temperaturunda buxar elastikliyi; tzyiqin temperaturdan asl olan trmsidir.

Btn cisimlrin buxar klind olarkn cmlri, onlarn maye vbrk alda cmlrindn ox byk olduuna gr 21 frqini 2kmiyyti il vz etmk olar. Bu zaman

59

(III. 36)alrq. gr buxarn ideal qazqanunlarna tabe olduunuqbul etsk, bu alda (III. 36) dsturunda qiymtiniqoyub, bir qdr dyimlraparsaq,

(III. 37)

alarq, burada p1 v p2 T1 v T2 temperaturuna uyun gln buxar elastikliyi;

verilmi temperaturintervalnda orta gizli buxar-lanma istiliyidir.

Termodinamikann II qanu-nundan qaydan proseslr n bel ntic xarmaq olar:

. (III.38)

p koordinat sistemind iki nqt v bu nqtlr arasnda iki al yrilri gtrk (18-ci kil).

gr al yrilrin qaydan proseslrin al yrilri kimi baxsaq, Klazius inteqraln bunlar n aadak kimi yazmaq olar:

Buradan aydn grnr ki, Klazius inteqral prosesin xarakterindn, yni onun getdiyi yoldan asl olmayb, cismin balanc v son vziyytindn tyin edilir. Odur ki,

qeyri-myyn inteqral cismin aln tyin edn p v elementlrinin funksiyas olmaldr, bunun diferensial is al elementlrinin tam diferensial olacaqdr.

P

V

1

2

a

b

18-ci kil. v-p diaqramnda iki hal yrisi

60

S kmiyyti Klazius trfindn entropiya (evrilm) adlandrlmdr. Qeyd etmk lazmdr ki, entropiyann l vaidi istilik tutumunun l vaidi kimi olub, xasssi is cismin vziyytindn asldr. Qaydan proseslrd ideal qazlarn entropiya dyimlrini aadak kimi tapmaq olar:

yaxud

, (III. 40)buradan

v ya(III. 41)

alnr.Real qazlar n cv = a + bT olduundan, entropiya dyimsi bel

kil alacaqdr:. (III. 42)

6. PROSESLR

mumi alda maddnin alnn dyimsi il onun r p, v Tparametri dyiir. Xsusi allarda gedn proseslri yrnmk n koor-dinatlardan biri sabit gtrlr. Msln, sabit cmd (d= 0) izoxor,sabit tzyiqd (dp = 0) izobar, yaxud da sabit temperaturda (dT = 0) izoterm proseslri yrnilir. Bundan baqa termodinamikann I qanu-nundan irli gln proseslr d vardr. Msln, ilk cisim il mitarasnda istilik mbadilsi olmayan adiabatik proses v btn pro-seslri mumildirn politrop prosesi vardr.

zoxor prosesizoxor prosesind ilk cismin vziyytinin dyimsi sabit hcmd

gedir (19-cu kil), yni:d=0, yaxud =const

Hal tnliyindn bel yaza bilrik:

61

Bu, arl qanunudur, yni sabit cm-d qazn tzyiqi onun temperaturu il mtnasibdir.

Bu prosesd al parametrlrini aa-dak kimi tapa bilrik:

.

(III. 43)

Aydndr ki, izoxor prosesind i sfra brabr olacaqdr. Termodinamikannbirinci qanunundan

d=du+Apd=du

yaza bilrik. Demli, izoxor prosesind veriln (yaxud alnan) istilik daxili enerjinin dyimsin srf edilir, yni

dq=du; (III.44)

burada sabit cmd orta istilik tutumudur.

zobar prosesi lk cismin vziyytinin

dyim prosesi sabit tzyiq altnda olarsa, buna izobar prosesi deyilir (20-ci kil) vbel ifad olunur:

dp=0 yaxud

p = const. Tzyiq sabit olduqda al

tnliyindn aadakn alarq: (III.45)

Bu, Gey-Lssak tn-liyidir, yni sabit tzyiqd qazn cmi il temperaturu mtnasibdir.

zobar prosesi n termodinamikann I qanununu aadak kimi yazmaq olar:

dq=du+Apd=diAdp=di (III. 46)

P

V

2

1

3

4

q 1, 2 q 3,4

P

P 1

2

P

V

1 2

q 1,2

V1 V 2

L 1,2

4 3

q 3,4

20-ci kil. v-p diaqramnda izobar prosesi

19-cu kil. v-p diaqramnda izoxor prosesi

62

Demli, izobar prosesind veriln v alnan istiliyin miqdarentalpiya dyimsin brabrdir. zobar prosesind i

buradan

l1,2 = p (21) = R (T2T1) (III. 47) alnr. p- koordinatlar sistemind izobar prosesi absis oxuna paralel olanxtt il gstrilir. Bu prosesd sistemin v T al parametrlri (III.14) tnliyindn tapla bilr:

(III. 48)

Demli, diaqramda gtrlm r ans bir nqtdn saa temperaturun artmas, sola is temperaturun azalmas gstrilir. zobar prosesind daxili enerjinin dyimsi du=cdT dsturuna sasn bel esablanr:

(III.49)

stilik miqdar is b