Свойства газов при высоком разрежении

Длина свободного пути молекул обратно пропорциональна давлению газа. С разрежением газа она естественно увеличивается, достигая, например, 1 см при давлении 0,009 мм рт. ст. и нескольких километров при высоком разрежении (высоком вакууме). В этих условиях, когда средняя длина пути становится много большей, чем размеры сосуда, столкновения между молекулами газа случаются относительно редко, и каждая данная молекула пролетает от одной стенки сосуда до другой большей частью без столкновений с другими молекулами. В результате такие свойства, как вязкость, диффузия, теплопроводность, которые зависят в основном от межмолекулярных столкновений, существенно меняются. Очень сильное уменьшение теплопроводности газов при высоком разрежении практически используется в термосах, в производственных и лабораторных сосудах Дьюара. Тепловая изоляция достигается в них в основном именно тем, что сосуды делаются с двойными стенками и в пространстве между ними создается высокий вакуум. [c.116]

Свойства газов при высоком разрежении 115 [c.115]

Предполагается, что молекулы отталкивают друг друга на небольших расстояниях и притягиваются при больших удалениях. Межмолекулярный потенциал — это количественное соотношение между потенциальной энергией притяжения и расстоянием между молекулами. Разработаны различные межмолекулярные потенциалы, из которых наиболее известен потенциал Леннарда — Джонса. На основе выбранного потенциала межмолекулярного взаимодействия можно получить теоретические выражения для различных свойств разреженных газов второго (и третьего) вириальных ко- эффициентов, вязкости, теплопроводности, молекулярной диффузии и коэффициента термодиффузии. Константы межмолекулярной потенциальной функции (обычно их две) различны для разных химических веществ и не изменяются сколько-нибудь заметно с температурой. Использование межмолекулярных потенциалов является основой для расчета некоторых свойств газов с высокой точностью. Расчетные изменения этих свойств в зависимости от температуры часто отлично согласуются с экспериментальными данными. [c.21]

К числу своих крупнейших работ сам Д. И. Менделеев относил также Исследование упругости газов и Понимание растворов, как ассоциации . Приступив к изучению свойств газов, он обнаружил несовершенство применявшихся до него методов исследования, разработал несколько новых приборов, смело перешел к изучению разреженных газов в более высоких слоях атмосферы и внес много нового в метеорологию. [c.12]

Свойства газов при высоком разрежении. Газы в сильно разреженном состоянии находят широкое применение как при исследовательской работе, так и в производстве. Современные насосы дают возможность достигать такого разрежения, что остаточное давление газа уменьшается до 10- ° мм рт. ст. При значительном разрежении к газам хорошо применимы законы идеальных газов. Однако некоторые свойства газов претерпевают при этом существенные изменения. [c.113]

Длина свободного пути молекул обратно пропорциональна давлению газа. С разрежением газа она естественно увеличивается, достигая, например, 1 см при давлении 0,009 мм рт. ст. и нескольких километров при высоком разрежении (высоком вакууме). В этих условиях, когда средняя длина пути становится много большей, чем размеры сосуда, столкновения между молекулами газа случаются относительно редко, и каждая данная молекула пролетает от одной стенки сосуда до другой большей частью без столкновений с другими молекулами. В результате такие свойства, как вязкость, диффузия, теплопроводность, которые зависят в основном от межмолекулярных столкновений, существенно меня- [c.113]

Идеальным условились считать газ, молекулы которого не имеют собственного объема и между ними нет никакого взаимодействия. Поскольку у реальных газов это не так, газовые законы, в том числе и уравнение состояния, для реальных газов не выполняются. Однако в условиях значительной разреженности газов, когда собственный объем молекул ничтожно мал по сравнению с объемом, занимаемым всем газом, уравнение состояния идеальных газов может с известным приближением применяться. Реально такое применение возможно при малых давлениях (не больше 100 кПа) и высоких температурах (выше критической температуры данного вещества). Тем не менее, поскольку свойства реальных газов отклоняются от свойств идеальных газов вполне закономерно, оказалось возможным ввести в уравнение состояния соответствующие поправки и приблизить его, таким образом, к реальным условиям. Так были получены уравнения состояния реальных газов (см. 111.12). [c.13]

Выведите общее выражение для суммы по состояниям разреженного газа и определите основные термодинамические свойства этого газа через энергетические уровни молекул. Рассмотрите применение этих выражений для расчетов химических равновесий газов при высоких температурах. [c.330]

Основные научные исследования посвящены изучению химических реакций при высоких температурах и низких давлениях, термических эффектов в газах, химическому взаимодействию в твердых телах, жидкостях и поверхностных пленках. Исследовал (1909—1916) адсорбцию газов на твердых поверхностях и установил существование предела адсорбции. Предложил уравнение изотермы адсорбции (изотерма Ленгмюра). Развил (1916) представления о строении мономолекулярных адсорбционных слоев на поверхности жидкостей и показал, что разреженные монослои обладают свойством двумерного газа, а в насыщенных монослоях молекулы ориентированы в зависимости от полярности их концевых групп, что позволяет в ряде случаев установить их строение, форму и размеры. Разрабатывал теоретические вопросы устойчивости коллоидных систем. Получил (1911) атомарный водород и разработал процесс сварки металлов в его пламени. Сконструировал [c.293]

Общее свойство инертных газов — сравнительно высокая электропроводность, сопровождающаяся излучением яркого света — обеспечило инертным газам и другое применение в светотехнике.. Применяемые для реклам трубки, светящиеся красным светом, содержат разреженный неон. Аэродромы и воздушные линии оборудуются неоновыми маяками, так как неоновый свет по оттенку отличается от других источников света, а кроме того, далеко виден в туманную погоду. Так как свечение неона усиливается или ослабляется при всяком изменении в силе питающего его тока мгновенно неон нашел себе применение также в телевизионных аппаратах. [c.255]

Разреженные газы, с которыми в основном имеет дело вакуумная техника, по своим свойствам очень мало отличаются от идеальных газов. Свойства реальных газов начинают отличаться от свойств идеальных газов лишь при высоком давлении и температуре, близкой к температуре сжижения. При этом становится заметным влияние сил межмолекулярного взаимодействия, [c.11]

Как правило, приборные смазки не контактируются с агрессивными средами. Зато нередки случаи, когда они должны работать в высоком вакууме или среде инертных газов. Работа в вакууме характерна не только для приборов, устанавливаемых в космических аппаратах. Напротив, последние, как правило, устанавливаются в закрытых кабинах с кондиционируемой атмосферой. В подшипниках же гироскопов смазкам приходится работать при разрежении до 10 мм рт. ст., а в узлах трения вакуумных установок до 10 ° мм рт. ст. Рассматриваемые смазки должны иметь низкую испаряемость. В узлах трения с высокими удельными нагрузками и там, где реализуется трение скольжения, необходимо применять смазки с хорошими противоизносными характеристиками, поскольку в отсутствие кислорода противоизносные и антифрикционные свойства смазочных материалов обычных типов существенно ухудшаются. [c.222]

Вириальное уравнение состояния (11.217) позволяет с большой точностью описать термодинамические свойства реальных газов в широких пределах изменения параметров состояния, за исключением областей, в которых вещество существует в жидком или двухфазном состояниях, а также за исключением надкритических состояний сильно сжатого газа и области больших разрежений и высоких температур, когда газ становится значительно ионизированным. На рис. 13 изображена температурная зависимость первого и второго вириального коэффициентов газов, точнее зависимость приведенных вириальных коэффициентов В и С от приведенной температуры Г для неполярных газов. Аналогична зависимость этих коэффициентов от Т и для полярных газов. При низких температурах вириальные коэффициенты отрицательные и сильно возрастают по абсолютной величине при уменьшении температуры. [c.162]

Чем ниже давление, тем точнее соблюдается уравнение (III.11). Поэтому оно дает безупречные результаты для газов при высоких разрежениях. (В настоящее время остаточное давление удается довести до 10 Па.) Однако ряд свойств газов в высоком вакууме (латинское va uum — пустота) претерпевает существенное изменение. Так, резко возрастающая протяженность пути молекул газа от одного столкновения до другого становится неизмеримо больше линейных размеров сосуда, иными словами, частицы газа пролетают от одной стенки к другой чаще всего без соударения. Поэтому меняются те его свойства, которые зависят прежде всего от межмолекулярных столкновений. К ним, в частности, относится способность проводить тепло (резкое падение теплопроводности используется при изготовлении термосов и сосудов Дьюара). [c.220]

Капельно-ртутный насос. Самым простым насосом, создающим высокое разрежение (до 10" мм), является капельно-ртутный насос, в котором роль поршней играют капельки ртути, падающие в узкую барометрическую трубку и захватывающие воздух очень малыми порциями. Несмотря на ничтожную производительность эти приборы все же имеют ряд ценных свойств и в случае нужды с успехом могут быть использованы. Насос работает прямо с атмо-с рного давления и не требует никакого форвакуума. Все количество откачанного им газа, как бы мало оно ни было, может быть собрано и измерено с большой точностью. Устройство насоса настолько просто, что он может быть изготовлен самим экспериментатором, имеющим небольшой навык в стеклодувном деле. Конструкции достаточно совершенные и выполненные без единого спая описаны в книге Дюнуайе (см. список рекомендуемой литературы в конце главы). [c.111]

Дмитрий Иванович предвидел, что в будущем воздухоплавание и воздухолетание будет производиться высоко над землею в очень разреженном воздухе стратосферы, следовательно, нужно заранее ознакомиться со свойствами сильно разреженных газов. Вот почему еще в 1875 году Менделеев изобрел стратостат для исследования верхних слоев атмосферы. [c.43]

Если компоненты газовой смеси плохо растворяются в воде, для отбора проб возможно применение газометров с затворными жидкостями. Эти газометры позволяют отбирать пробы газа из емкостей, находящихся под давлением либо под разрежением. В качестве затворных жидкостей обычно применяют насыщенные растворы ЫаС1, Mg l2, СаС1г. Хлорид кальция обладает наименьшей поглотительной способностью по отношению к газам, приближаясь по этому свойству к ртути [2, с. 73]. Раствор этот не высыхает, так как постоянно поглощает влагу воздуха, и поэтому не оставляет сухих следов на склянках. Его неудобство для газового анализа заключается в том, что он образует устойчивые капли на стекле, затрудняя измерение объема при помощи бюреток. Однако для хроматографии эта особенность не имеет значения. Затворную жидкость предварительно насыщают анализируемым газом. Пипетку заполняют затворной жидкостью до верха, затем, опустив приемную склянку, набирают газ до тех пор, пока в пипетке не останется около 10% затворной жидкости. Если требуется высокая точность анализа, в качестве затворной жидкости применяют ртуть. [c.11]

На свойствах крайне разреженных газов оснозаны современные насосы разных типов для высокого вакуума, доводящие разрежение до 10— мм Hg, и. разные высоковакуумные манометры. Применение высокого вакуума стало необходимой предпосылкой большого числа важнейших физическ лх и физикохимических исследований. Не. менее широко применение его в технике для изготовления ламп накаливания и разнообразных эле стровакуу. ы ых приборов [c.139]

Катодные лучи были открыты в 1879 г. английским ученым Круксом. Если соединить электроды, впаянные в стеклянную трубку, содержащую сильно разреженный газ, с источником высокого напряжения, то от пластинки катода исходят лучи , обнаруживаемые по свечению стекла трубки или находящегося в ней газа. Эти катодные лучи разогревают тела, на которые они надают, двигают очень легкие предметы, следовательно, имеют некоторую массу и обладают кинетической энергией. Энергия эта зависит от их скорости, а последняя — от при-лон енпого к электродам напряжения (скорость катодных лучей составляет несколько десятков тысяч километров в секунду и может приближаться к скорости света). В электрическом поле катодные лучи отклоняются в сторону положительно заряженной пластинки (рис. 10, а), в магнитном — согласно известному правилу левой руки (рис. 10, б). Из сказанного следует, что катодные лучи заряжены отрицательно. Можно так расположить электрическое и магнитное поля, чтобы опи взаимно компенсировали свое влияние на катодные лучи тогда последние отклоняться не будут. Свойства катодных лучей не зависят ни от ма- [c.66]

В связи с интенсииным развитием атомной энергети-ни и космической техники вопрос о поведеюш я работоспособности кабельных изделий в условиях радиоактивного излучения стал достаточно актуальным, поскольку изменение механической прочности, гибкости, электри-ч-еоких параметров проводов и кабелей при воздействии ионизирующих излучений оказывает влияние на их работоспособность. Радиоактивное воздействие может происходить в сочетании с рядом других факторов высокой температуры, разрежения, воздействия кислорода воздуха, активных газов, что в ряде случаев может вызывать более интенсивные изменения свойств. [c.86]

Природа и свойства такого поршня меняются в зависимости от типа ударной трубы (продукты взрыва, сгусток плазмы, сжатый газ и т. п.). В простейшем варианте ударной трубы ударные волны образуются в трубе постоянного сеченця после разрыва диафрагмы, разделяющей камеру низкого давления, наполненную исследуемым газом при пониженном давлении (несколько торр), и камеру высокого давления, наполненную сжатым газом (несколько атмосфер). Ударная волна распространяется по исследуемому газу. Одновременно в камере высокого давления в противополояшую сторону распространяется волна разрежения. Сжатый ударной волной газ нагревается до высокой температуры. Принимая ряд допущений, перечисленных в [65], можно получить выражение для отношения давлений на фронте ударной волны [c.25]

Определенный интерес представляют волны, распространяющиеся вверх в среднем слое атмосферы и претерпевающие изменения, вызванные ее разрежением. Сводка изменений свойств атмосферы с высотой приведена в разд. 3.5 и схематически представлена на рис. 3.3. И давление, и плотность падают экспоненциально и уменьшаются в е раз на высотах между 5,5 км и 8,5 км. На высоте в 86 км давление составляет 1/270 000 его значения на поверхности. Аналогично, средний свободный пробег, который является мерой расстояния между столкновением молекул, равен 1 см на высле 86 км, что в 180 000 раз превышает его значение на поверхности. Выше 86 км состав атмосферы не может больше считаться постоянным и необходимо учитывать диффузионный перенос индивидуальных газов. В результате средний молекулярный вес падает с высотой, и его значение на уровне 300 км составляет примерно 60 % от его величины на высоте 86 км. Кроме того, из-за гораздо более высоких температур давление и плотность не падают так быстро, как в более низких слоях, а соответствующие масштабы высоты существенно возрастают, составляя около 50 км на уровне 300 км. [c.367]