Поиск

Ограничения модели (часть 1)
13.03.2013

Модель работает для сорбентов, характеризующихся изотермами адсорбции S-типа. S-образные или сигмоидные изотермы выпуклы в области малых давлений, в области высоких давлений вогнуты, а в промежуточной области характеризуются линейным участком, длина и наклон которого зависят от природы адсорбента и адсорбируемого вещества, а также от температуры. Изотермы адсорбции водяного пара большинства почв представлены изотермами именно S-типа.
Главные положения принятой нами модели основаны на известных качественных положениях теории межмолекулярных сил. Согласно этой теории энергия взаимодействия молекул сорбата и сорбента складывается из энергии дисперсионных, ориентационных и индукционных сил. Энергия дисперсионных сил обратно пропорциональна шестой степени расстояния между молекулами, это силы Лондона. Энергия ориентационных сил определяется дипольдипольным взаимодействием молекул и при нормальных условиях обратно пропорциональна расстоянию между молекулами в третьей степени. Поскольку известно, что водородная связь определяется диполь-дипольным взаимодействием, поэтому участие водородной связи в межмолекулярном взаимодействии на поверхности раздела фаз в модели учитывается с ориентационными силами. Вклад индукционных сил в общую энергию взаимодействия не превышает 4%, следовательно, их можно не принимать во внимание.
Уравнение , связывающее содержание адсорбированной воды в почве и относительное давление паров воды, есть результат допущений и положений предлагаемой модели (замена параметра энергии взаимодействия между частицами на относительное содержание воды W в процентах от массы и замена величины обратной расстоянию между молекулами на относительное давление паров воды).
Рассмотрим константы уравнения или параметры модели. Напомним, что константы должны представлять собой совершенно определенные независимо измеряемые физические величины. Уравнение (1) содержит четыре константы, определить которые в отдельно поставленном эксперименте представляется невозможным. Рассмотрим вероятность существования ассоциированного к базовому (1) полинома с минимальным числом констант (независимо измеряемых физических величин), описывающего изотермы адсорбции паров воды почвами в интервале 0.1 ≤ Р/Р0 ≤ 0.98.
Объектами исследования послужили дерново-сильноподзолистая почва (Московская область), чернозем обыкновенный (Курская область), каштановая почва и солонец среднестолбчатый (Волгоградская область).