Билоус О.И.
Аномалии коэффициента поглощения ультразвука бинарных сверхкритических флюидов
Anomalies of the sound absorption coefficient of binary supercritical fluids
| УДК: |
532.536 |
| Аннотация: |
В работе представлен анализ температурных зависимостей коэффициента поглощения звука, a·f -2(f,T), сверхкритических флюидов: н-амиловый спирт-нитрометан и нитробензол-гексан для различных частот (5-2800) МГц, выше критической температуры расслоения вдоль изоконцентрат. Для растворов с критической концентрацией обнаружены два вида аномалий температурных зависимостей a·f -2(f,T): универсальные (ωτ<<1) и неуниверсальные (ωτ>>1), связанные с различными флуктуационными процессами: стабильными и метастабильными. Показано, что универсальная стабильная флуктуационная область (5≤f≤110) МГц, обусловлена взаимодействием звуковой волны с флуктуациями концентрации. Неуниверсальность проявляют наблюдаемые аномалии температурных зависимостей a·f -2(f,T) в метастабильной флуктуационной области (110≤f≤2800) МГц. Как стабильная, так и метастабильная флуктуационные области также связаны с молекулярными механизмами. Для растворов с некритической концентрацией и индивидуальных компонентов подобных аномалий не обнаружено. Анализ аномального поведения коэффициента поглощения звука в широком частотном диапазоне неоценим для практического использования сверхкритических флюидов в новейших технологиях. |
Ключевые
слова: |
коэффициент поглощения звука, флуктуации концентрации, метастабильная флуктуационная область, критические параметры, сверхкритические флюиды, изоконцентрата |
| Abstracts: |
The paper presents an analysis of the temperature dependence of the sound absorption a·f -2(f,T) of the supercritical fluids: n-amyl alcohol-nitromethane and nitrobenzene-hexane to the upper critical temperature of stratification in a wide concentration and frequency (5-2800) MHz range. The observed temperature dependence of the anomaly is associated with various fluctuation processes: stable (5≤f≤110) MHz and metastable (110≤f≤2800) MHz. It is shown that the universal stable fluctuation region is due to the interaction of sound waves with fluctuations of concentration. The observed temperature dependence of fluctuations in the metastable region has non-universal character. The stable and metastable fluctuation regions are also associated with molecular mechanisms. Analysis of the anomalous behavior of the coefficient of sound absorption in a wide frequency range is valuable for practical use of supercritical fluids in up-to-date technologies. |
| Keywords: |
sound absorption coefficient, concentration fluctuations, metastable fluctuation region, critical parameters, supercritical fluids, isoconcentrate |
Авторы статьи:
БИЛОУС
Оксана Ивановна
o_bilous@ua.fm |
кандидат физико-математических наук, доцент, национальный университет им. Тараса Шевченко |
Список литературы:
| 1. |
Kvetoslav Ruzickaa, Michal Fulema, Tomas Mahnela, Ctirad Cervinkaa Recommended vapor pressures for aniline, nitromethane, 2-aminoethanol, and 1-methyl-2-pyrrolidone // Fluid Phase Equilibria. - 2015. - V. 406, Р. 34-46. |
| 2. |
В.В.Бражкин, А.Г.Ляпин, В.Н. Рыжов, К.Траченко, Ю.Д.Фомин, Е.Н. Циок Где находится область сверхкритического флюида на фазовой диаграмме? // Успехи физических наук. - 2012, Т.182, №11. - С. 1137-1156. |
| 3. |
Nan Xin, Yang Liu, Xudong Guo, Xiangyang Liu, Ying Zhang, Maogang He Determination of critical properties for binary and ternary mixtures containing propanol and alkanes using a flow view-type apparatus // The Journal of Supercritical Fluids. - V. 108, 2016, P. 35-44. |
| 4. |
Сперкач В.С. Механизмы акустической релаксации в жидкостях: Дисс…докт. физ.-мат. наук: 01.04.14. - Ташкент, 1990. - 340 с. |
| 5. |
Анисимов М. И. Критические явления в жидкостях и жидких кристаллах / М. И. Анисимов. - Москва: Наука, 1987. - 271 с. |
| 6. |
Fixman M. Absorption and Dispersion of Sound in Critical Mixtures / M. Fixman. // J. Chem. Phys. - 1962. - №36. - С. 1961. |
| 7. |
Паташинский А. З. Флуктуационная теория фазовых переходов / А. З. Паташинский, В. Л. Покровский. - Москва: Наука, 1982. - 382 с. |
| 8. |
Wilson K. G.; Phys. Rev. B 4 (1971) 3174. |
| 9. |
Abbas Ali Saberi Recent advances in percolation theory and its applications. - 2015, Elsevier, 50 р. |
| 10. |
V.S. Sperkach, A.D. Alekhin, O.I. Bilous, Ukr. J. Phys. 49, 655 (2004). |
| 11. |
I. Iwanowski, R. Behrends, U. Kaatze, J. Chem. Phys. 120, 9192 (2004). |
| 12. |
K. Bhattacharjee, S. Z. Mirzaev, U. Kaatze Does the Viscosity Exponent Derive from Ultrasonic Attenuation Spectra // Int. J Thermophys. - 2012. - Р. 469-483. |
| 13. |
Bhattacharjee J.K., Ferrell R.A. Dynamic scaling theory for the critical ultrasonic attenuation in a binary liquid // Phys.Rev.A. 1981. V.24. P.1643. |
| 14. |
Hill R. M.; Phys. Stat. Sol. 103 (1981) 319. |
| 15. |
Фізика фазових переходів: навчальний посібник / Л.А.Булавін, В.М.Сисоєв. - К.: Видавничо-поліграфічний центр «Київський університет», 2010. - 400 с. |
|
|
