Свободное испарение и эффузия

Свободное испарение и эффузия. В 1913 г. Ленгмюр впервые показал, что уравнение Герца—Кнудсена применено также и для описания испарения со свободной поверхности твердого тела. Он исследовал испарение вольфрама с нитей в откачанных стеклянных баллонах и предположил, что скорость испарения вещества при давлениях, меньших 1 мм рт. ст.. такая же, как если бы поверхность находилась в равновесии со своим паром. Поскольку повторная конденсация испаренных молекул была исключена, то он вывел выражение для максимальной скорости испарения, совпадающее с уравнением (47). Зная величину уменьшения веса нити за определенное время испарения, Ленгмюр рассчитал давление паров вольфрама. Для того, чтобы сделать это, необходимо молекулярную скорость испарения, см. уравнение (47), умножить на массу молекулы. Это приводит к скорости испарения по массе [c.38]

Эксперименты по испарению со свободной поверхности, так же как и измерение скорости эффузии, обычно проводят в высоком вакууме, однако, как отмечено в работе Паунда [100], между ними есть и существенные различия. При испарении из ячейки Кнудсена в ней устанавливается давление пара, близкое к равновесному, поэтому скорость эффузии подчиняется уравнению (18) для эффузионной ячейки. При свободном испарении по Лэнгмюру концентращ1я частиц на поверхности может быть меньше, чем равновесная концентрация, и, следовательно, скорость десорбции ниже, чем для потока при р.звновесии. При этом а < 1- [c.78]

Предполагая, что скорость испарения постоянна по всей площади испарения и не меняется во времени, можно определить величину Г из экспериментальных данных и затем, подставляя ее в уравнение (48), получить величину давления паров. Численные значения скоростей испарения по массе для металлов при различных давлениях паров были табулированы Дэш-маном [21]. При р — 10 мм рт. ст. величина Г для большинства элементов обычно имеет порядок 10 г-см- .с . Фазовый переход этого типа, представляющий собой испарение со свободной поверхности, обычно называют Ленгмюровским или свободным испарением. Поскольку предположение, что в = 1, обычно не выполняется по причинам, которые будут рассмотрены далее, то в уравнение (48) необходимо вводить коэффициент испарения в < 1. Кнудсен предложил другой метод испарения, который свободен от неопределенности, связанной с возможным отличием от единицы. В его методе испарение происходит как эффузия из изотермического объема с малым отверстием (ячейка Кнудсена). Поскольку площадь, с которой происходит испарение внутри ячейки, велика по сравнению с площадью отверстия, то внутри устанавливается равновесное давление р. Диаметр отверстия должен составлять одну десятую или меньше от величины средней длины свободного пробега молекул газа при равновесном давлении газа р. Кроме того, толщина стенки отверстия должна быть пренебрежимо малой с тем, чтобы частицы газа, покидающие ячейку, не рассеивались, не адсорбировались и не десорбировались на стенке отверстия. При этих условиях поверхность испарения находится в равновесии с паром испаряемого вещества при р и отражения молекул пара не происходит, т. е. величина о = 1. Если площадь отверстия равна Ае, то полный эффузионный поток из кнудсеновской ячейки в вакуум составляет Ае 2пткТ) (р — р) молекул в секунду. [c.39]

Метод Лэнгмюра основан на испарении веществасо свободной поверхности в вакуум, а в методе Кнудсена изучают скорость эффузии (истечения) струи пара из ячейки. В зависимости от способа измерения скорости испарения или скорости эффузии существуют модификации, выделяемые как отдельные методы (масс-спектрометрический, оптический, изотопного обмена, радиометрический, торсионный, кварцевой спирали, кварцевого резонатора и др.). [c.67]

Во влажном состоянии материал при давлении парогазовой смеси меньше 4,58 мм рт. ст. имеет температуру ниже СРС. При этом свободная влага замерзает, и ее испарение происходит без плавления (сушка сублимацией). Удаление влаги происходит путем углубления поверхности испарения внутрь тела. Перенос пара от поверхности испарения через слой тела происходит путем эффузии, так как при этом давлении радиус капилляров тела меньше средней длины свободного пробега моле1кул. В гмгроско-21 [c.323]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология