Счетчики
Яндекс.Метрика

Изотерма сорбции воды (часть 3)

Каждый из трех сегментов изотермы характеризует различную зависимость между упругостью пара и влажностью вещества. Зависимость между упругостью пара и влажностью вещества, которую выражает начальная часть изотермы, определяется энергией связи между молекулами воды и адсорбирующей поверхностью. Энергия связи зависит от структуры поверхности и ее химического состава, а также от физических и химических свойств воды. Таким образом, величина энергии связи является равнодействующей различных эффектов. Степень смещения изотермы по направлению к оси влажности вещества служит показателем энергии связи между водой и адсорбирующей поверхностью.
В промежуточной, почти линейной, части изотермы молекулы воды отлагаются на молекулах воды, уже имеющихся на первом слое, и в меньшей степени на неполярных участках, которые мало влияют на свойства воды. Энергия в данной фазе процесса является главным образом энергией конденсации паров воды. В этой области величина адсорбции находится в прямой зависимости от упругости водяного пара. Парк при изучении кинетики адсорбции водяного пара желтой кукурузой установил, что факторами, влияющими на скорость адсорбции, в порядке их значимости являются упругость пара, начальная влажность и температура. Бекер указывает, что абсорбция воды зерновкой пшеницы протекает по гетерогенному механизму — очень быстрая начальная абсорбция, при которой перикарпий насыщается капиллярным всасыванием, характеризующимся энергией активации 12,3 ккал/моль. Он также нашел, что средний прирост влаги, обусловленный такой абсорбцией, составляет 0,045 г/г (на сухое вещество) при 22°С, и наблюдал снижение прироста влаги по мере увеличения температуры.
В области высокой влажности вещества упругость пара определяется преимущественно вторым слоем, который покрывает всю поверхность. Третий и четвертый последующие слои, по-видимому, представляют собой разновидность капиллярной конденсации. Вода, отлагающаяся в каждом слое, обладает почти такими же свойствами, что и вода в предшествующем слое. Таким образом, количество сорбируемой воды возрастает очень быстро, но связанная с этим упругость пара системы изменяется постепенно. Уравнение Смита описывает эту часть изотермы для биологических материалов.