1-2.1. Энергия связи влаги с коллоидными капиллярнопористыми телами

Работа отрыва 1 моля воды (эрг/моль) А при изотермическом обратимом процессе без изменения состава выразится так:

где ΔF — изменение свободной энергии; φ — относительное давление пара, равное отношению давления пара материала при данном влагосодержании U, к давлению пара воды рп (давление насыщенного пара при температуре Т). Согласно уравнению Гиббса — Гельмгольца имеем:

где Н — энтальпия изотермического процесса или теплота диссоциации (отрыва) связанной воды.

Дифференцируя (1-2-1) по Т, находим:

где Q1(U) — теплота испарения воды из материала при данном влагосодержании, Q1(U) = RТ2d ln рu/dТ; Q0 — теплота испарения свободной воды. Из условия Q1(U) > Q0 > 0 следует:

т. е. давление пара воды в материале меньше давления пара свободной воды, а темп роста кривой ln рu=f(Т) выше темпа роста кривой ln рн =f(Т).

На рис. 1-5 приведена зависимость ln р от температуры для связанной и свободной воды. Из рис. 1-5 видно, что для температуры Т1 парциальное давление пара связанной воды меньше, чем свободной воды, а tgΨ2>tgΨ1, последнее определяется неравенством (1-2-4).

Предполагается, что в небольшом интервале температур

Отсюда получаем зависимость между давлением пара связанной воды, температурой и теплотой испарения

По величине и природе энергии связи следует различать четыре формы связи с дисперсными системами.