Давление термомолекулярное

Методы измерения глубокого вакуума основаны на использовании изменений различных свойств газа с изменением давления теплопроводности (вакуумметры сопротивления), подвижности молекул (термомолекулярные и термоэлектрические вакуумметры), электропроводности (ионизационные вакуумметры) и т.д. [c.90]

Пример однородной системы — гомогенный раствор, в котором протекает химическая реакция. Традиционный пример прерывной системы связан с установкой для изучения термомолекулярной разности давлений. В этом случае два сосуда соединены малым отверстием (или капилляром) и заполнены газом, температура в сосудах различна и поддерживается постоянной в каждом из сосудов с помощью своего термостата. Пример непрерывной системы —газовая смесь, или раствор, температура, состав или давление в которых непрерывно изменяются от точки к точке. Вообще говоря, непрерывные системы включают в себя однородные и прерывные как частный случай, в котором общие уравнения принимают более простой вид. [c.129]

Во многих случаях граничные условия, наложенные на систему, не позволяют ей достичь равновесия. Рассмотрим, например, систему, состоящую из двух сосудов, каждый из которых находится в равновесном состоянии и которые соединены капилляром или мембраной. Между этими сосудами поддерживается постоянная разность температур. Поэтому здесь имеются две силы Хгк и соответствующие разности температур и химических потенциалов между двумя сосудами, и соответствующие им по-токи /гл и 1т- Система достигает состояния, в котором перенос вещества т исчезает, но остаются и перенос энергии между фазами при различных температурах, и производство энтропии. Переменные состояния асимптотически стремятся к независимым от времени величинам. В этом случае достигается стационарное неравновесное состояние или просто стационарное состояние. Нельзя путать такие состояния и равновесие, которое характеризуется равенством нулю производства энтропии. Аналогичная ситуация осуществляется в однокомпонентных системах. В стационарном состоянии между двумя сосудами поддерживается так называемый термомолекулярный перепад давлений. [c.47]

В нашем первом примере (термодиффузия или термомолекулярный перепад давлений) ограничению соответствует разность температур между двумя сосудами. Во втором примере ограничением могут служить концентрации исходного А и конечного Р продуктов во внешней среде. [c.48]

Источником ошибки, которую порой можно проглядеть при работе с микровесами, служит термическая эффузия. Если температура образца значительно отличается от температуры остальной части весов, при давлениях от 10 до 20 мм рт. ст. наблюдается ложное изменение массы образца, которое может достигать порядка нескольких микрограммов [49, 54, 55]. Даже если система термостатируется при комнатной температуре, все равно происходит кажущееся изменение веса образца, которое зависит от давления. Наибольшее изменение наблюдается при давлениях 10"2—10 мм рт. ст. Этот вопрос подробно рассмотрен Паули и Томасом [53], и едва ли можно сомневаться, что оба эти эффекта вызваны термомолекулярным током, хотя во втором случае термический градиент должен быть весьма мал. [c.375]

Вклад в термомолекулярный ток от проволочной подвески можно уменьшить, если создать такие условия, когда и образец и противовес будут находиться при одинаковой температуре, например, оба будут опущены в термостатирующую ванну или в две почти одинаковые ванны. На практике это бывает трудно осуществить. По-видимому, значения Ьиз в принципе можно воспроизвести при данном давлении и данных условиях экспериментов, так что эти значения можно эмпирически вычислить и учитывать при измерениях величин адсорбции. Однако на практике весьма трудно достичь необходимой точности, и поэтому предпочитают избежать необходимости проводить измерения в области повышенного термомолекулярного тока (от 10 до 20 мм рт. ст. и особенно при давлениях 10" —10 мм рт. ст). Это исключило бы применение криптона при —195° для измере- [c.376]

Оба упомянутых явления — термомолекулярная разность давлений и механокалорический эффект — связаны с теплотой переноса вещества через вентиль. Действительно, следуя соотношению [c.332]

Если использовать соотношение (5.10.37), то уравнение (5.10.32) для термомолекулярной разницы давлений легко выводится из условия стационарности (5.10.15). Более подробное описание упомянутых здесь эффектов в одно- и многокомпонентных системах и ссылки на оригинальные работы, посвященные экспериментальным их исследованиям, можно найти в монографиях [4] и [5]. [c.332]

Испытания термомолекулярных насосов показали, что интенсивность откачки зависит от углового распределения рассеивания молекул, то есть от разности температур между активной направляющей поверхностью и корпусом камеры, а также от геометрических характеристик системы отверстие — поверхность . Было также обнаружено, что существует оптимальная температура активной поверхности. Полученные значения отнощения давлений для различных типов устройств приведены в табл. 5. [c.43]

Если отверстие обладает таким размером, что имеет место вязкостный поток, то в равновесных условиях давления и Рг будут одинаковыми. Имеется также промежуточная область, где зависимость между давлениями изменяется от одной формы к другой. Разница в давлениях при их низких величинах, выраженная уравнением (36), является следствием тепловой транспирации или термомолекулярного потока. Рассмотренный эффект приводит к необходимости внесения поправок для получения истинного давления Р во втором сосуде при температуре Т [c.138]

Весовой метод потенциально способен обеспечивать ту же самую чувствительность в диапазоне давлений от 1 ат до 10 мм рт. ст. Практически же, однако, влияние конвекционных сил и поправки на плавучесть ограничивают область наивысших давлений одной третью атмосферы. Как обычно в области низких давлений в отсчеты давления должны вводиться термомолекулярные поправки [104—108], если температура образца отличается от температуры прибора, измеряющего и записывающего давление. [c.79]

Манометр для измерения давления выбирают в зависимости от диапазона давлений, в котором определяют изотерму адсорбции U-образный жидкостный, Мак- Леода, термопарный или ионизационный. При измерении давления в области молекулярного режима течения газа может возникнуть заметная погрешность, если температура манометра отличается от температуры адсорбента. Обычно манометр для измерения давления располагают в той части установки, которая находится при комнатной температуре, а для охлаждения адсорбента с целью получения высокого вакуума используют жидкие газы азот, водород, неон, гелий и т. д. Вследствие возникновения термомолекулярного эффекта измеряемое давление заметно отличается от действительного равновесного давления над адсорбентом, измеренного при температуре адсорбента [c.54]

При определении давления в вакуумной системе с адсорбционным насосом термомолекулярный эффект учитывать не следует. Наоборот, давление в вакуумной системе будет выше, чем равновесное давление по изотерме адсорбции, построенной с учетом термомолекулярного эффекта. При использовании истинных изотерм для расчета давления в вакуумной системе У 293/Т аа можно вычислить или взять по табл. 3. [c.55]

Давления в вакуумной системе с адсорбционным насо-сом термомолекулярную поправку учитывать не следует. При сравнении экспериментальных данных по адсорбции, полученных различными исследователями, давление будет указано без корректировки на термомолекулярный эффект, что позволяет рассчитать давление в вакуумной системе. Погрешность, вносимая -этой поправкой, невелика (см. табл. 3) и не дает заметных искажений при оценке возможного предельного давления адсорбционного насоса. При построении истинных изотерм адсорбций, которые используют для определения некоторых структурных и термодинамических характеристик адсорбционного равновесия, поправку на термомолекулярный эффект будем учитывать. [c.67]

Адсорбция гелия и неона при 78°К незначительна, и ею практически можно пренебречь. Это наглядно иллюстрируется следующим опытом. Объем установки с адсорбционным насосом (см. рис. 6) перед охлаждением заполняли гелием до давления 10 мм рт. ст., причем чистоту газа контролировали масс-спектрометром. После полного охлаждения насоса давление гелия уменьшилось всего на 10—15%. Этот эксперимент подтверждает практическое отсутствие адсорбции гелия активным углем СКТ при 78°К. Некоторое снижение давления гелия после охлаждения частично объясняется также термомолекулярным эффектом, т. е. увеличением концентрации молекул гелия в объеме охлажденной части уста- [c.117]

Истинное давление в слое изоляции отличается от измеренного вследствие термомолекулярной диффузии. Это не учитывалось до настоящего времени при исследовании вакуумно-порошковой изоляции. Величина поправки на термомолекулярную диффузию измерена как функция давления, температуры, диаметра каналов и рода газа [12]. Чем больше отношение средней длины пробега молекул к диаметру каналов, тем меньше давление в холодной части системы по сравнению с давлением в теплой части. Давление в слое изоляции принимали равным средней величине из этих двух значений давления. [c.40]

Однако этот метод можно рекомендовать только для исследований процессов окисления в чистых газах. Даже если газ состоит из одного элемента, необходимо вводить поправки на точность измерения давления, если температура реакционного пространства и воздуха, окружающего манометр, не одинакова, если трубка, соединяющая два сосуда, имеет сравнительно не-большой диаметр и если давление мало (скажем, менее 1 мм рт. ст.). Эти поправки на так называемый термомолекулярный поток вкратце рассмотрены, например Портером [610]. Если опыты проводятся при нормальном давлении, то, когда отношение длины свободного пробега газовых молекул Я к их диаметру с составляет величину меньше 0,1, этими поправками можно пренебречь. [c.242]

Было установлено, что возникающий в результате разности температур термосифонный эффект оказался достаточным для осуществления циркуляции и перемешивания газообразной реакционной смеси водяного пара и водорода и для предотвращения термомолекулярного разделения. Образцы газовой смеси периодически отбирали и анализировали на содержание водорода, вымораживая водяные пары и адсорбируя водород на окиси меди. Давление водорода определяли манометром МакЛеода. Давление паров воды во время опыта было известно и поддерживалось постоянным при помощи присоединенного непосредственно к прибору, в котором устанавливалось равновесие, сосуда с жидкой водой, поддерживаемого при постоянной температуре. Таким образом, можно было рассчитывать равновесное отнощение Рн// н о любого образца сплава. Если К — константа равновесия реакции [c.482]

При малых давлениях в этом случае вводится поправка на термомолекулярный эффект (см. гл. 12). [c.77]

Значения давления в холодной части ампулы с поправкой на термомолекулярный эффект [c.205]

Если равновесное давление ниже 0,25 мм рт. ст., нужно вводить поправку на термомолекулярный эффект. Истинное давление в холодной части ампулы вычисляется по формуле, приводимой в [8]. Для 7 1 = 78°К, 7 2 = 293°К и О (диаметр трубки) =4,5 мм полученные значения приведены в табл. 20. [c.206]

Как видно из уравнения, сила / пропорциональна давлению газа и не зависит от молекулярной массы таким образом, термомолекулярный манометр является абсолютным манометром. В отличие от манометров других. [c.534]

С помощью подобного устройства достигаются следующие преимущества 1) существенно уменьшается термомолекулярный градиент давления 2) уменьшается паразитный объем и объем капилляра термометра 3) устраняются неопределенности, связанные с опусканием уровня жидкого гелия в процессе эксперимента 4) предотвращается опасность попадания загрязнений, например паров воды из крановой замазки, в манометр Пирани (так как последний помещен в ванну из жидкого кислорода или жидкого азота). [c.96]

В целой через трубу не происходит никакого переноса массы, то поток газа, идущий вдоль стенки от холодного конца к горя- чему, компенсируется обратным потоком от горячего конца к холодному в середине трубы (фиг. 48). Этот поток поддерживается установившейся разностью давлений между горячим и холодным концами трубы, называемой термомолекулярной разностью давлений. [c.143]

Эти термомолекулярные разности давлений играют важную-роль в гелиевой термометрии в случае очень низких температур (ср. раздел под этим заголовком в 3 данной главы), когда необходимо пользоваться термометром, в части которого гелий находится в условиях разреженного газа. Фактически в этом случае для получения величины давления, существующего в термометрическом объеме, необходимо к давлению, измеряемому в манометрической части прибора, находящейся при комнатной температуре (или при какой-либо иной температуре, отличной от температуры термометрического сосуда), применять поправку, связанную с термо--молекулярной разностью давлений (см. в 3 раздел Лейденские измерения ) и часто весьма существенную. В этих целях в Лейденской лаборатории был проведен ряд исследований для уточнения законов, управляющих явлением термомолекулярной разности температур и для определения входящих в них констант [197], [217—221]. [c.143]

Фиг. 49. Прибор для измерения термомолекулярных разностей давлений очень малой величины.

Вследствие малых давлений криптона при —195° поправку на неидеальность вводить не нужно но эффузионный эффект приводит к поправке, которая не вводится при измерении адсорбции азота из-за сравнительно высоких давлений. Термоэффузион-ный эффект, или термомолекулярный ток, проявляется в виде разности давлений между сообщающимися частями установки, в которых поддерживается различная температура. Если адсор- [c.360]

Для интервала давлений 0,01 — 1 мм рт. ст., используемых в методе определения удельной поверхности по адсорбции криптона, уравнение (8.1а) не выполняется, так как длина свободного пробега имеет тот же порядок, что и диаметр шейки адсорбционной ампулы, и удовлетворительного теоретического уравнения для учета термомолекулярного тока в этом интервале давлений пока еще не получено. Розенберг [15] использовал полуэмнири-ческий метод Лианга [20] для вычисления поправки на термомолекулярный ток криптона и пришел эмпирически к общему уравнению [c.361]

При низких давлениях (порядка нескольких миллиметров ртутного столба) поправка на эффект плавучести может быть скрыта ложным изменением веса, которое часто наблюдается, но пока еще никак не объяснено. Например, при работе с пружиной, состоящей из пятидесяти одного витка, Маделей [63] нашел, что, если адсорбент имеет очень низкую удельную поверхность, то при давлении водяного пара 20 мм рт. ст. происходит кажущееся увеличение веса примерно на 0,3 мг. Это увеличение веса слишком значительно, чтобы его можно было объяснить адсорбцией пара на поверхности пружины, площадь которой составляет около 50 см - (включая трещины и изломы). Отчасти этот эффект может быть обусловлен термомолекулярным током. [c.380]

Если давление в системе такое, что средняя длина свободного пробега молекул значительно больше термомолекулярный поток между двумя областями с разными температурами приводит к стационарному состоянию с разностью давления, при котором р и р2 связаны с соответствующими температу-рзхми Тх и Т2 уравнением [c.334]

Наиболее сильное влияние оказывает неравенство температур и обусловленные им термомолекулярное течение и конвекция газа. Их роль в разном интервале давлений неодинакова. Детально этот вопрос анализируется Массеном и Поулисом [c.354]

Как подчеркивалось выше (см. стр. 334), термомолекулярному течению при наличии температурного градиента соответствует интервал давлений, при котором средний свободный пробег 7 молекул газа много больше к, характерного размера сосуда конвекция имеет место при Я много меньшем й. В любом случае тело, помещенное в атмосферу газа с температурным градиентом, испытывает действие суммарной силы, обусловленной моментом количества движения ударяющих о него молекул, и величина этой силы зависит от размера и формы тела. В области, соответствующей термомолекулярному течению, эта сила возникает потому, что кинетическая энергия молекул зависит от их температуры, которая неодинакова из-за наличия градиента, в то время как в области конвекции положение тела определяется макроскопическим потоком газа. В реальных условиях силы, обусловленные этими эффектами, нельзя рассчитать с точностью, достаточной для введения количественных поправок. В лучшем случае можно только понять их тенденцию, с тем чтобы свести эти эффекты к минимуму и оценить предельную точность определений микровесовьш методом. [c.354]

Величину Арстац называют термомолекулярной разностью давлений. Если ограничиться областью термоосмоса, то ее удобно именовать термоосмотическим давлением (по аналогии с осмотическим давлением, обусловленным концентрационным напором). [c.331]

Действие компримирующих вакуумных насосов основывается на всасывании газа из откачиваемого пространства, комприми-ровании его и удалении наружу. В зависимости от принципа действия они могут быть объемными, в которых сжатие газа происходит путем изменения объема рабочей полости, и скоростными, в которых молекулам газа сообщается дополнительная скорость в направлении выхода и затем кинетическая энергия газового потока преобразуется в потенциальную энергию давления, или может быть использовано иное физическое явление для создания направленного движения молекул, например термомолекулярный эффект. [c.12]

Как видно из уравнения, сила / пропорционалына давлению газа и не зависит от молекулярного веса таким образом, термомолекулярный манометр является абсолютным. В отличие от большинства других типов манометров он может также измерять давление паров, которые не конденсируются при температуре внутри баллона манометра. [c.522]

В литературе описаны также другие методы измерения очень низких давлений пара, основывающиеся на использовании некоторых новых принципов. Так, например, Кламб и Люкерт [3551 использовали радиометрический термомолекулярный манометр для области 10- —10- мм рт. ст. и молекулярный флавометр для давлений от 10- до 10- мм рт. ст. Чарнли и Скиннер [113] применили вязкостный манометр с колеблющейся кварцевой нитью, а Стивенс [692] использовал флуоресцентный метод. [c.39]

Для технических измерений наибольшее распространение получили теплоэлектрические, ионизационные и магнитные электроразрядные вакуумметры. Грузопоршневые, и-образные, компрессионные, радиометрические, термомолекулярные и мембранно-емкостные манометры чаще используются в качестве образцовых приборов при градуировке рабочих вакумметров. Принцип действия теплоэлектрического измерителя малых давлений основан на зависимости теплопроводности газа от давления, а сам измеритель состоит из манометрического преобра- [c.173]

Парциальное давление различных газов, присутствующих в системе, измеряют с помощью омегатрона — масс-спектрометра небольшого объема, допускающего прогревание. С помощью омегатропа можно определять состав газа в области давлений от 10 —10 мм рт. ст. [93]. Если только не принять довольно сложных мер предосторожности, с тем чтобы свести к минимуму неизбежные температурные градиенты в образце или противовесе, то возникнут очень серьезные возмущения, вызываемые термомолекулярными потоками. Количественная оценка величин этих паразитных сил, а также обсуждение способов их устранения приведены в работе Томаса и Поулиса [94, 95]. [c.77]

Для иллюстрации приведем несколько примеров. Чандерна и Хониг [4] впервые обнаружили этот эффект при работе с весами, имеющими чувствительность 5 -Ю г. Они пришли к заключению, что кажущееся изменение массы в области давлений 0,001—20 мм рт. ст. вызывается термомолекулярными течениями. При работе с гелием на весах, имеющих чувствительность 2 -Ю" г, с противовесом, изготовленным из шарика платины массой 1 г и с грузом, лежащим на плоской платиновой чашке диаметром около Ъ,мм, опущенных на длинных подвесках почти до дна стеклянной трубки диаметром около 55 мм (противовес и чашка с образцом находились на одной высоте и в одной и той [c.215]

В работе Массена, Пелупеси, Томаса и Поулиса [23] теория термомолекулярных сил Кнудсена распространена на область промежуточных давлений (0,1—100 лш рт. ст.). В этой области суммарные термомолекулярные силы обратно пропорциональны давлению. Кроме того, в этой области давлений возникают играющие существенную роль дополнительные силы, вызванные ламинарным течением газа вдоль стенок сосудов. Эта теория дала хорошее совпадение с экспериментами, специально проведенными с цилиндрическими образцами различных радиусов в атмосфере гелия, кислорода и водорода при различных давлениях и температурах. Максимум суммарных сил лежит, как и было показано выше, в области давлений около. 5 10 мм рт. ст. [c.218]

В заключение отметим, что Чандерна [27] предложил еще один метод учета термомолекулярных эффектов при взвешивании в области давлений 0,001—20 мм рт. ст. Сущность этого метода, использованного в адсорбционных исследованиях, заключается в том, что впуск адсорбируемого газа перемежается с впусками неадсорбирующегося газа. Это позволяет по получаемой ступенчатой кривой вычислить величину термомолекулярных эффектов и вычесть ее из измеренных величин. Так Чандерна удалось измерить величины адсорбции с точностью до 0,2 мкг. [c.219]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология