Актуальность темы
диссертации. Основной задачей физики конденсированного состояния является установление связи макроскопических свойств вещества с его молекулярной структурой, характером и интенсивностью межмолекулярных сил. В этой связи экспериментальные и теоретические исследования равновесных свойств различных веществ весьма актуальны.
В силу специфических особенностей жидкости физика жидкого состояния заметно отстаёт в своём развитии от теорий газового и кристаллического состояний вещества. Высокий уровень развития статистических теорий газов и кристаллов обусловлен возможностью использования простых модельных представлений газового и кристаллического состояний. В случае же жидкого состояния вещества, сочетающего сильное взаимодействие между молекулами с относительно большой неупорядоченностью их расположения, построение общего универсального уравнения состояния, описывающего свойства жидкостей независимо от их природы, по-видимому, крайне затруднительно.
В сложившейся ситуации обширные экспериментальные исследования различных свойств веществ в широком интервале параметров состояния позволяют получить необходимый эмпирический материал для более успешного решения существующих проблем физики жидкости, в частности для разработки приемлемой физической модели, учитывающей особенности структуры и характера межмолекулярных сил в простых конденсированных системах.
Несомненный интерес представляют исследования теплофизических свойств веществ, обладающих однотипной структурой молекул и сходным характером межмолекулярных сил, к числу которых относятся н-алканы и их моногалогенозамещённые. Совместное изучение теплофизических свойств указанных веществ имеет большое научно-теоретическое значение, так как способствует выявлению закономерностей в изменении калорических и упругих свойств жидкости, связанных с особенностями структуры молекул и характера межмолекулярного взаимодействия. Степень актуальности всесторонних исследований физико-химических свойств галогенозамещённых налканов существенно повышается в связи с их широким и многообразным использованием в химической, нефтехимической, газоперерабатывающей, фармацевтической промышленности и других областях.
Связь работы с крупными научными программами (проектами) и темами. Работа выполнена в лаборатории молекулярной акустики Курского государственного университета в соответствии с тематическим планом научно-исследовательских работ КГУ и заданием Федерального агентства по образованию № 1.2.07 по теме «Комплексные исследования физико-химических свойств моногалогенозамещённых н-алканов» (2007;2009 гг.) — поддержана грантом Российского фонда фундаментальных исследований № 06−08−875а «Исследование акустических и теплофизических свойств технически важных жидкостей» (2006;2008 гг.) — грантом Учёного совета КГУ «Комплексные исследования конденсированных сред акустическим методом» (2007;2008 гг.), а также персональными грантами, в которых соискатель являлся руководителем проекта: Student Stipend Program in AcousticsAmerican Acoustical Society Grants (2008, RX0−1210(8)-XX-04) и грантами Учёного совета КГУ «Исследование физико-химических свойств гомологического ряда бромалканов» (2007 г.), «Исследования равновесных свойств жидких моногалогенозамещённых н-алканов на линии насыщения» (2008 г.).
Цели и задачи диссертационного исследования. Целями настоящей диссертационной работы являются:
— получение массива надёжных экспериментальных данных по плотности и скорости ультразвука на линии насыщения в температурном интервале (243,15−423,15) К для бромзамещённых предельных углеводородов с линейной цепочной структурой молекул и на их основе — данных об адиабатической и изотермической сжимаемостях, отношении теплоёмкостей, изохорной теплоёмкости, изобарном коэффициенте теплового расширения и термическом коэффициенте давления, а также других свойствах исследованных жидкостей;
— поиск закономерностей изменения физико-химических свойств предельных углеводородов с неразветвлённой углеродной цепью и их галогензамещён-ных в широком температурном интервале в зависимости от их состава;
— оценка возможности использования простых модельных представлений для прогнозирования равновесных свойств исследуемых органических жидкостей и степень их адекватности реальным системам.
Поставленные цели достигались путём решения следующих задач:
— модернизация экспериментальной установки для измерения скорости ультразвука на линии насыщения в широком температурном интервале;
— проведение измерений плотности и скорости ультразвука в бездисперсной мегагерцовой области частот для жидких 1-бромалканов с числом углеродных атомов в молекуле от 3 до 12 вдоль линии насыщения в интервале температур (243,15−423,15) К с погрешностью, не превышающей для плотности — 0,01%, для скорости ультразвука — 0,1%;
— обработка и анализ полученных экспериментальных данных;
— проведение сравнительного анализа теплофизических свойств н-алканов и их галогенозамещённых и установление зависимостей, характеризующих общие тенденции изменения этих свойств от длины углеродной цепи и свойств атома галогена;
— расчёт важнейших теплофизических свойств исследованных жидкостей по экспериментальным данным о плотности и скорости ультразвука, полученным автором, и имеющимся литературным данным об изобарной теплоёмкости;
— сопоставление результатов термодинамического расчёта различных свойств жидких 1-бромалканов с соотношениями, полученными в рамках принятой автором дискретно-континуальной модели для описания и прогнозирования равновесных свойств исследованного класса органических жидкостей.
Объект и предмет исследования. В качестве объектов исследования выбраны бромзамещённые предельные углеводороды с неразветвлённой цепью углеродных атомов (1-бромпропан, 1-бромбутан, 1-бромпентан, 16 бромгексан, 1-бромгептан, 1-бромоктан, 1-бромнонан, 1-бромдекан, 1-бромундекан и 1-бромдодекан) как вещества, обладающие однотипной структурой молекул и сходным характером межмолекулярных сил, теплофи-зические свойства которых изучены лишь фрагментарно, результаты выполненных исследований не являются последовательными.
Коммерческие образцы бромзамещённых углеводородов были предоставлены: 1-бромпропан, 1-бромбутан, 1-бромгексан, 1-бромгептан, 1-бромоктан и 1-бромдодекаAcros Organics- 1-бромпентан и 1-бромнонанSigma Aldrich- 1-бромдекан и 1-бромундекан — Fluka. Исходная чистота составляла: 1-бромпропан — 99 мас.%- 1-бромбутан — 99 мас.%- 1-бромпентан -99 мас.%- 1-бромгексан — более 99 мас.%, 1-бромгептан — 99 мас.%- 1-бромоктан — 99 мас.%- 1-бромнонан — 98 мас.%- 1-бромдекан — 97 мас.%- 1-бромундекан — 97 мас.%- 1-бромдодекан — 98 мас.%. Дополнительная очистка образцов исследования не проводилась. Чистота образцов в процессе измерений контролировалась путём сравнения значений характеристических свойств (плотности и показателя преломления) указанных жидкостей до и после проведения эксперимента.
Предмет исследования — теплофизические свойства жидких бромалка-нов и возможность использования дискретно-континуальной модели жидкости для описания и прогнозирования их равновесных свойств.
Научная новизна и значимость полученных результатов.
1. Впервые получен массив экспериментальных данных по скорости распространения ультразвуковых волн малой амплитуды в бездисперсной области частот вдоль линии насыщения для жидких 1-бромалканов с числом углеродных атомов в молекуле от 3 до 12 в температурном интервале (243,15−423,15) К.
2. На основе полученных экспериментальных данных проведен анализ влияния на равновесные свойства исследованных жидкостей внедряемых в их молекулы атомов галогенов.
3. Проведена оценка величины энергии межмолекулярного взаимодействия в исследованных веществах и показано, что в жидких бромзамещённых нормальных углеводородах, как и в предельных углеводородах, доминируют дисперсионные силы притяжения, энергия которых пропорциональна квадрату плотности жидкости.
Практическая значимость полученных результатов.
1. Полученный автором массив экспериментальных данных по плотности и скорости распространения ультразвука в мегагерцовой бездисперсной области частот на линии насыщения для жидких бромзамещённых н-алканов представляет самостоятельную ценность и является надёжным источником справочных данных, охватывающих сравнительно широкий температурный интервал.
2. Подавляющая часть результатов экспериментальных исследований жидких 1-бромалканов опубликована в виде таблиц термодинамических свойств в базе данных Национального института стандартов и технологий (Болдер, США).
3. Экспериментальные данные по плотности и скорости ультразвука, а также полученные на их основе результаты расчёта адиабатической и изотермической сжимаемостей, отношения теплоёмкостей, изобарного коэффициента теплового расширения и термического коэффициента давления и других свойств исследованных 1-бромалканов могут быть использованы в различных инженерно-физических и химико-технологических расчётах.
Основные положения диссертации, выносимые на защиту:
1. результаты прецизионных экспериментальных исследований плотности и скорости ультразвука в мегагерцовой бездисперсной области частот на линии насыщения для жидких 1-бромалканов в интервале температур (243,15 423,15) К;
2. значения важнейших теплофизических свойств: адиабатической и изотермической сжимаемостей, изохорной теплоёмкости, отношения теплоёмкостей, изобарного коэффициента теплового расширения и термического коэффициента давления исследованных 1-бромалканов, полученные путём термодинамического расчёта по экспериментальным данным о плотности и скорости ультразвука на линии насыщения;
3. вывод о том, что на кривой равновесия жидкость-пар в исследованных бромзамещённых углеводородах, так же как и в предельных углеводородах, доминируют дисперсионные силы притяжения, энергия которых пропорциональна квадрату плотности среды;
4. подтверждение плодотворности модели, аппроксимирующей углеводородную среды с линейной структурой молекул, содержащих атомы брома, системой «свободных» атомных центров с парным взаимодействием, и возможности проведения на её основе количественной оценки величины энергии межмолекулярного взаимодействия для жидких 1-бромалканов на линии насыщения.
Достоверность представленных в диссертационной работе результатов экспериментальных исследований обеспечивается:
— многократной калибровкой экспериментальной установки;
— надёжной оценкой погрешности измерений;
— сравнением экспериментальных результатов с данными, полученными другими авторами при аналогичных условиях эксперимента;
— постоянным контролем характерных свойств исследованных жидкостей до и после проведения эксперимента.
Личный вклад соискателя состоит в следующем:
— выполнение всего объёма экспериментальных исследований жидких бромзамещённых неразветвлённых углеводородов;
— обработка полученных экспериментальных данных по плотности и скорости распространения ультразвука в указанных жидкостях на линии насыщения;
— расчёт важнейших теплофизических величин по экспериментальным данным о плотности и скорости ультразвука на линии насыщения и количественная оценка величины энергии межмолекулярного взаимодействия для жидких 1-бромалканов;
— сопоставление результатов термодинамического расчёта свойств с соотношениями, полученными в рамках дискретно-континуальной модели жидкости, и оценка возможности её использования для описания и прогнозирования равновесных свойств исследованных бромзамещённых углеводородов.
Планирование исследований, обобщение и обсуждение полученных результатов, подготовка и написание научных публикаций осуществлялись совместно с научным руководителем — доктором физико-математических наук, профессором Ю. А. Неручевым. Вклад других сотрудников состоял в оказании технической помощи в ходе проведения экспериментальных исследований.
Апробация результатов диссертации. Материалы диссертации были представлены на международных, европейских и всероссийских конференциях: XVI International Conference on Chemical Thermodynamics in Russia (Суздаль, 2007 г.), XVIII European Conference of Thermophysical Properties (По, Франция, 2008 г.), IV Всероссийской конференции «Физико-химические процессы в конденсированных средах на межфазных границах» (Воронеж, 2008 г.), XII Всероссийской конференции по теплофизическим свойствам веществ (Москва, 2008 г.), XX сессии Российского акустического общества (Москва, 2008 г.), I Международной научной конференции «Актуальные проблемы молекулярной акустики и теплофизики» (Курск, 2008 г.), VI и VII Международных научно-технических конференциях «Техника и технология пищевых производств» (Могилёв, Беларусь, 2007 г, 2009 г.), II Научно-практической конференции с международным участием «Наноматериалы и технологии» (Улан-Удэ, Бурятия, 2009 г.).
Публикации. Основные результаты диссертационного исследования опубликованы в 15 научных работах, из которых 5 — статьи в научных рецензируемых журналах из перечня ВАК, 3 — статьи в сборниках научных трудов, 2 — статьи в сборниках материалов научных конференций, 5 — тезисы докладов на международных, европейских и всероссийских конференциях.
РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ ЖИДКИХ 1-БРОМАЛКАНОВ НА ЛИНИИ НАСЫЩЕНИЯ.
3.1 Сравнительный анализ физико-химических свойств н-алканов и их моногалогенозамещённых.
Исследование равновесных свойств жидкостей, обладающих однотипными составом и структурой молекул и имеющих сходный характер межмолекулярных сил, дает возможность существенно упростить процесс изучения взаимосвязи макроскопических свойств вещества с его молекулярной микроструктурой, так как позволяет выделить в качестве самостоятельного геометрический фактор. В результате имеется возможность проследить влияние изменения состава молекул на равновесные свойства жидкостей и установить закономерности в изменении этих свойств при переходе от одного вещества к другому.
Систематизация данных о физико-химических свойствах н-алканов и их моногалогенозамещённых позволяет не только выявить возможные закономерности, связанные с возрастанием длины углеродной цепи в молекулах, но и проследить за тем, как замещение одного из атомов водорода Н атомами галогенов F, CI, Вг или 1 влияет на равновесные свойства и изменяет характер межмолекулярных сил соответствующего н-алкана в исходном состоянии.
Характеристические параметры (температуры плавления и кипения, критические температура, плотность и показатель преломления) являются важнейшими характеристиками чистых веществ, сведения о которых необходимы как при проведении теплофизических расчётов, так и при оценке характера и интенсивности межмолекулярных сил, присущих данному классу веществ. Попытка критического обзора доступных источников информации и систематизация представленных в литературе экспериментальных данных о температурах плавления, кипения и других величинах в гомологических рядах нормальных фтор-, хлор-, броми йодалканов была предпринята в работе [158]. На основании анализа имеющихся экспериментальных данных, приведенных в табл. 1−4 (Приложение), авторами данной работы была разработана методика прогнозирования этих свойств для веществ, для которых они неизвестны.
В табл. 5 и б (Приложение) представлены рекомендованные значения температур плавления и кипения для нормальных фтор-, хлор-, броми йо-далканов с числом углеродных атомов в молекулах Nc = 1 ч- 20, а также соответствующие значения для м-алканов [85]. Анализ этих данных позволяет выявить закономерности в поведении характеристических констант, обусловленные переходом от одного вещества к другому.
На рис. 3. 1 и 3.2 приведены графики зависимости Tiu=f[Nc) и.
TKUI=f (Nc) для //-алканов и их моногалогенозамещённых, построенные по данным, рекомендованным NIST [85] и [158].
Как следует из табл. 5 (Приложение), наиболее низкие температуры плавления у нормальных галогеналканов с Nc = 2 -г 5. Такое поведение температур плавления в ряду гомологов, по-видимому, связано с изменением типа кристаллической структуры при переходе от С, к С6.
Известно, что зависимость Ttvl = / (Nc) в //-алканах представляет собой ломаную линию. Это наиболее заметно в интервале Nc от 1 до 13. Как видно на рис. 3. 1, аналогичная закономерность наблюдается и в случае моногалогенозамещённых //-алканов. Это объясняется тем, что в кристаллическом состоянии молекулы нечётных представителей указанных рядов образуют структуру с ромбической подъячейкой и прямыми слоями, а молекулы чётных (вплоть до С24) — триклинную структуру с косыми слоями. Отмечается возрастание значений температур плавления в рядах рассматриваемых органических соединений по мере увеличения их молекулярной массы, обусловленного как ростом числа углеродных атомов в рядах гомологов, так и замещением в молекулах «-алканов первичного водородного атома галогеном. Следует отметить тот факт, что температуры плавления 1-йодметана и 1-хлорметана примерно на 44 К превышают температуры плавления 1-йодэтана и 1-хлорэтана соответственно. Температура плавления 1-бромметана превышает температуру плавления 1-бромэтана примерно на 25 К, а температура плавления 1-фторметана больше, чем у 1-фторэтана уже лишь на 1,5 К. Данный факт характерен и для первых представителей гомологического ряда н-алканов. Отступление свойств первых гомологов от общих закономерностей, наблюдаемых в гомологическом ряду, хорошо известно. Оно связано с существенным различием структур молекул у первых членов ряда.
Как легко видеть на рис. 3. 2, зависимость TKtm — f (Nc) для первых двадцати представителей гомологических рядов н-алканов и их фтор-, хлор-, броми йодзамещённых описывается практически плавными кривыми. С увеличением числа атомов углерода в рядах гомологов наблюдается закономерное возрастание температур кипения, что свидетельствует об увеличении интенсивности межмолекулярных сил. Замещение первичного водородного атома Н в молекулах н-алканов галогеном F, CI, Вг или / приводит к возрастанию значений Ткш, причём это возрастание тем заметнее, чем больше атомный радиус гомолога. Как видим, самыми легкокипящими являются фторалканы, наиболее же высокие температуры кипения у йодалканов.
Экспериментальные данные о критических параметрах рассматриваемых органических соединений (критическая температура, давление и плотность) из-за их термической нестабильности весьма ограничены. Особенно малочисленны данные о критическом давлении и плотности. Представленные в табл. 7−9 (Приложение) значения критических параметров для н-алканов и их моногалогенозамещённых рекомендованы базой данных свойств органических веществ термодинамического исследовательского центра NIST (Thermodynamics Research Center, Булдер, США) [86].
Анализ представленных данных приводит к следующим выводам:
— наиболее полно изучены свойства фторалканов;
— имеющиеся данные о свойствах остальных галогеналканов смещены в сторону низкомолекулярных представителей гомологических рядов, что не позволяет разрабатывать корреляционные процедуры для расчёта критических параметров других веществ данного класса.
Рис. 3.1. Зависимость температуры плавления от числа углеродных атомов в рядах гомологов: 0 — 1-фторалканы-? — 1 -хлоралканыА — 1-бромалканы, о — 1-йодалканы т к.
1 кип>л.
500 f.
200 о о А.
О, А ?
О л? о о, А? О ¦
А? о ¦
О ¦
О ¦ о.
А ?
О ¦ О, А о ¦ о А.
О ¦ о, А о б о, А о 6 о б о ё о, а о б о ¦ а й 5 ¦ ¦
Nr.
Рис. 3. 2. Зависимость температуры кипения от числа углеродных атомов в рядах гомологов: ¦-н-алканы- 0−1-фторалканы- ?1 -хлоралканыА — 1-бромалканы, о — 1-йодалканы.
Практически полное отсутствие экспериментальных работ по определению критических температур галогеналканов приводит к необходимости использования расчётных методов. Так, в работе [159] приводятся результаты расчёта критической температуры Ткр, критического давления Р и критического объёма V указанных веществ с помощью известного метода Лидерсена [160].
Представленные в таблице 10 (Приложение) данные о критической температуре моногалогенозамещённых н-алканов по мнению автора работы [159] могут быть рекомендованы для использования в различных теплофизи-ческих расчётах вследствие их достаточно хорошего согласия с имеющимися в литературе экспериментальными значениями. Важным фактом, указывающим на достоверность рекомендованных значений критической температуры моногалогенозамещённых н-алканов, является вид кривых зависимостей Т = f (Nc), представленных на рис. 3. 3.
850 750 650 550 450 350 250 150 т^к.
Д? О.
Д? О д? о ¦ о д п о ¦ о д? о ¦ о д? о ¦ о д о ¦ о д? о д? о д? о д? о д? о д? о о.
6 а в • о д о в о о X ь ь — * в в.
Nr о.
Рис. 3. 3. Зависимость критической температуры от числа углеродных атомов в рядах гомологов: ¦ - w-алканы- 0−1-фторалканы-? — 1 -хлоралканыА — 1-бромалканы, о — 1-йодалканы.
Как легко видеть на рис. 3. 3, вид кривых Ткр = f (Nc) для моногалогенозамещённых н-алканов сходен с видом соответствующей кривой для н-алканов, построенной по данным [86].
Из имеющихся данных следует, что последовательное чередование атомов галогенов (по мере увеличения их молекулярных масс) в ряду первичных неразветвлённых галогеналканов приводит к увеличению значений критической температуры, наблюдаемому также и с возрастанием длины углеродной цепи в рядах гомологов. Вместе с тем, для всех гомологических рядов сохраняются сходные зависимости Т = f (Nc), которые при предельном переходе к полимерному состоянию (Nc —стремятся слиться в единую кривую. Начало этой тенденции мы можем проследить на рис. 3.3.
Поляризуемость, то есть способность к дополнительной поляризации под влиянием внешнего электрического поля, в результате чего индуцируется наведенный дипольный момент, качественно может быть оценена по величине молярной рефракции. Хотя аддитивность рефракции для органических соединений часто нарушается, тем не менее, можно оценить вклад отдельных атомов в суммарную рефракцию связей. Для галогенов эти вклады имеют следующие значения [161]:
Атом F с/ Вг /.
К 0,810 5,821 8,741 13,951.
Rd — атомная рефракция, вычисленная из показателя преломления для D-линии натрия.
В таблице 11 (Приложение) приведены значения показателей преломления для «-алканов и их моногалогенозамещённых при стандартной температуре Т- 298,15 К для линии натрия (Я = 589,26 нм), рекомендованные [86]. При увеличении атомного радиуса внедряемого в молекулу и-алкана галогена наблюдается возрастание коэффициента преломления света, что свидетельствует об увеличении поляризуемости при последовательном переходе от фторзамещённых к йодзамещённым алканам.
Как видно из графика зависимости показателей преломления от числа углеродных атомов в рядах //-алканов и их моногалогенозамещённых (рис. 3. 4.), реакционная способность падает в ряду С -1 > С — Br>C — С/" С — F >С — Н .
Следует также отметить, что с ростом молекулярной массы в рядах гомологов рассматриваемых углеводородов их реакционная способность увеличивается за исключением йодистых алкилов — здесь наблюдается её уменьшение.
Пт.
1,55.
1,45.
1,35.
1,25.
1,15 д д и О о Д А.
ООООООООООООООО.
4 i й S g й й ° 5 S s s 8 8 8 Й ¦
I? о о.
Nr.
Рис. 3. 4. Зависимость значений показателя преломления при Т = 298,15 AT для линии натрия 2 = 589,26/ш от числа углеродных атомов в рядах гомологов: ¦ - н-алканы- 0 — 1-фторалканы-? — 1 -хлоралканыА — 1-бромалканы, о — 1-йодалканы.
Проведенный анализ физико-химических свойств н-алканов и их моно-галогенозамещённых указывает на существование простых закономерностей в поведении этих свойств, связанных с изменением молекулярной массы указанных веществ как за счёт увеличения числа углеродных атомов в рядах гомологов, так и за счёт замещения первичного водородного атома в молекулах н-алканов атомами галогенов.
Следует также отметить, что с возрастанием длины углеродной цепи галогенуглеводородов наблюдается нивелирование вклада атома галогена в их физико-химические свойства. В связи с этим исследования свойств низкомолекулярных представителей галогенозамещённых углеводородов являются более эффективными и вполне актуальными, так как влияние галогена на свойства парафина в них наиболее заметно.
3.2 Результаты экспериментальных исследований жидких 1-бромалканов.
3.2.1 Скорость распространения ультразвуковых волн.
Как отмечалось в главе II, экспериментальные данные по скорости звука для частот, далёких от области дисперсии, представляют несомненный научный и практический интерес, так как могут быть использованы в разного рода термодинамических расчётах различных свойств жидких и газообразных сред в качестве корректирующего параметра, существенно повышая их надёжность и точность. Однако такие данные для 1-бромалканов до сих пор практически отсутствовали.
В настоящей работе представлены высокоточные экспериментальные данные по скорости распространения ультразвуковых волн малой амплитуды в жидкой фазе бромзамещённых н-алканов (1-бромпропана, 1-бромбутана, 1-бромпентана, 1-бромгексана, 1-бромгептана, 1-бромоктана, 1-бромнонана, 1-бромдекана, 1-бромундекана и 1-бромдодекана) вдоль линии насыщения в температурном интервале 243,15−423,15 К. Одновременно с этим для указанных веществ в том же температурном интервале были получены экспериментальные значения плотности при атмосферном давлении. Полученные автором данные использованы для количественной оценки величины энергии межмолекулярного взаимодействия в исследованных веществах, а также для оценки возможности использования простых модельных представлений для прогнозирования равновесных свойств органических жидкостей.
Массив экспериментальных значений скорости звука исследованных жидкостей был аппроксимирован полиномом второй степени где и — в м/с, Г — в К. Значения коэффициентов Д, Д, А^ и величины стандартного отклонения <7(и) для исследованных жидких 1-бромалканов представлены в таблице 3.1. Стандартное отклонение определялось с помощью соотношения иД + ДГ + ^Г2,.
3.1).
3.2).
Здесь иэксп и и — экспериментальные и рассчитанные по уравнению (3.1) значения скорости звука, п — общее число экспериментальных точек, р — число рассчитанных параметров. В таблице 3. 2 приведены результаты непосредственных измерений скорости распространения ультразвуковых волн в жидких 1-бромалканах в интервале температур 243,15−423,15 К.
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
.
Основные научные результаты и выводы диссертационного исследования.
1. Получен массив экспериментальных данных по скорости ультразвука и плотности для жидких 1-бромалканов с числом углеродных атомов в молекуле от 3 до 12 в мегагерцовой бездисперсной области частот на линии насыщения для интервала температур (243,15423, 15) К.
2. Определены значения важнейших теплофизических свойств исследованных 1-бромалканов: адиабатической и изотермической сжимаемостей, изохорной теплоёмкости, отношения теплоёмкостей, изобарного коэффициента теплового расширения и термического коэффициента давления, полученные путём термодинамического расчёта по экспериментальным данным о плотности и скорости ультразвука.
3. Показано, что на кривой равновесия жидкость-пар в исследованных бромзамещённых углеводородах, так же как и в предельных углеводородах, доминируют дисперсионные силы притяжения, энергия которых пропорциональна квадрату плотности среды.
4. Подтверждена плодотворность модели, аппроксимирующей углеводородную среду с линейной структурой молекул системой «свободных» атомных центров с парным взаимодействием, и возможность проведения на её основе количественной оценки величины энергии межмолекулярного взаимодействия для жидких 1-бромалканов на линии насыщения.
I I.
