Гелий, теплота испарения

Таблица 91 СКРЫТЫЕ ТЕПЛОТЫ ИСПАРЕНИЯ ЖИДКОГО ГЕЛИЯ (усредненные значения)

Хранение сжиженного природного газа требует подбора соответствуюш,их металлов и изоляционных материалов. При этом все время необходимо помнить об утечке тепла , так как она влияет на стоимость процесса сжижения, а получаемые жидкие продукты имеют очень малую теплоту парообразования. Например, теплота испарения гелия составляет всего лишь 6 ккал/л, а для испарения 1 кг сжиженного природного газа достаточно 200—210 ккал тепла. [c.205]

Относительное постоянство энтропии испарения при переходе от одной жидкости к другой легко понять с точки зрения гипотезы Больцмана о связи энтропии с неупорядоченностью. Превращение жидкости в пар приводит к увеличению неупорядоченности. При критической температуре энтропия испарения равна нулю, потому что жидкость и газ при этой температуре неразличимы и энтальпия испарения равна нулю. Больщинство жидкостей ведет себя одинаково не только при своих критических температурах, но и при температурах, составляющих равные доли критических температур мы уже видели (разд. 3.3), что стандартные точки кипения многих жидкостей составляют примерно равные доли их критических температур. Следовательно, разные жидкости будут иметь приблизительно одинаковую энтропию испарения в точке кипения при условии, что в процессе испарения не происходит ассоциации или диссоциации молекул. Для соединений,подобных воде и спиртам, которые образуют водородные связи (разд. 14.8), энтропия испарения больше 21 кал/(К-моль). Для водорода и гелия, которые кипят лишь немного выше абсолютного нуля, вполне можно ожидать значительных отклонений от этого правила. Уксусная и карбоновые кислоты вообще имеют аномально низкие теплоты испарения, так как их пар содержит димерные молекулы. Для диссоциации димеров в паре на отдельные молекулы необходимо затратить дополнительное количество энергии. [c.100]

Критическая температура (Т р), названная по предложению Д.И. Менделеева абсолютной температурой кипения - температура, при которой исчезает различие между жидко- и газообразным состоянием вещества. При температурах свыше Т р вещество переходит в сверхкритическое состояние без кипения и парообразования (фазовый переход 2-го рода), при котором теплота испарения, поверхностное натяжение и энергии межмолеку-лярного взаимодействия равны нулю. При сверхкритическом состоянии возникают характерные флуктуации плотности (расслоение по высоте сосуда), что приводит к рассеянию света, затуханию звука и другим аномальным явлениям, таким как сверхпроводимость и сверхтекучесть гелия. Вещество в сверхкритическом состоянии можно представить как совокупность изолированных друг от друга молекул (как молекулярный песок ). Для веществ, находящихся в сверхкритическом состоянии, не применимы закономерности абсорбции, адсорбции, экстракции и ректификации. Их в смесях с докритическими жидкостями можно разделить лишь гравитационным отстоем (см. 6.3.3). Критическое давление (Р р) - давление насыщенных паров химических веществ при критической температуре. Критический объем (У р) - удельный объем, занимаемый веществом при критических температуре и давлении. [c.96]

Изучение различных физических свойств биомассы клеток (парциальное давление паров воды, теплота испарения, диэлектрические постоянные и др.) показало, что при влажности биомассы свыше 20% вода полностью заполняет объем клетки и функционирует как непрерывная среда. При этих условиях в клетке могут свободно протекать все ферментативные процессы. Если биомасса содержит 10—20% влаги, то это в основном связанная вода. Клеточные коллоиды в данном случае переходят в гели и протекание всех ферментативных процессов затруднено. Если влажность биомассы еще ниже — 5—10%, ее физические свойства резко изменяются, но и при этих условиях, можно полагать, еще возможен обмен между молекулами воды и некоторыми веществами на близлежащих участках. Если влажность биомассы менее 5%, вода в клетке локализуется в пределах определенных структурных элементов. При таком обезвоживании биомассы микробной культуры часть клеток повреждается и инактивируется. Инактивация клеток имеет место и при хранении сухих микробных препаратов. В то же время в сухом виде жизнеспособность клеток сохраняется гораздо дольше —до нескольких лет, так как из-за низкого содержания воды все реак- [c.24]

Гелий отличается минимальной теплотой испарения, равной 2,8 кДж/л [7, 8]. [c.16]

Высокая теплота испарения позволяет сравнительно просто обеспечивать длительное хранение жидкого неона. Даже в сосудах небольшой емкости за месяц испаряется около 10% жидкости. Неон получают только из воздуха (содержание очень мало 1,8 X X Ю % по объему). Это обстоятельство, пожалуй, явилось причиной его высокой стоимости и соответственно малой распространенности в криогенной технике. Получают неон на воздухоразделительных установках в виде неоно-гелиевой смеси, в которой после очистки от азота содержится 30% Не и 70% Ые дальнейшая очистка смеси от гелия производится адсорбционным или конденсационным методом. [c.129]

Циклы сжижения водорода и гелия. Специфика сжижения водорода и гелия заключается в том, что эти газы имеют очень низкие температуры конденсации (20,4 и 4,2 К) при атмосферном давлении и очень малую теплоту испарения. В связи с тем что у этих газов температура инверсии ниже температуры окружающей среды, применение предварительного охлаждения в таких установках является необходимым. [c.30]

Несмотря на химическую активность и взрывоопасность, жидкий водород весьма широко используется как криогенное вещество, поскольку, по сравнению с гелием он существенно дешевле, а теплота испарения жидкости значительно выше. Водород также имеет важное самостоятельное значение как жидкость с определенными свойствами. Например, жидкий водород широко используется в пузырьковых камерах, а также в качестве горючего для ракетных систем. [c.104]

Именно наличием большого числа водородных связей в жидком аммиаке объясняется довольно высокая теплота его испарения -23,3 кДж/моль. Это в 4 раза больше теплоты испарения жидкого азота и в 280 раз больше этого значения для жидкого гелия. Большая теплота испарения жидкого аммиака не только облегчает работу с ним как с растворителем, но и позволяет использовать это вещество в качестве хладоагента в различных холодильных установках. Хранят жидкий аммиак в герметичных баллонах (давление пара над жидким аммиаком при 25 °С составляет приблизительно 110 Па). [c.20]

Наконец, тот факт, что теплота испарения гелия составляет всего 81 дж моль-град) [по правилу Трутона она должна составлять ЗЗЪ дж мо 1Ь-град) , является следствием уменьшения энергии связи между атомами вследствие противодействующего влияния о- [c.136]

В представленную классификацию необходимо ввести ряд корректив. Не все вещества, обладающие малым молекулярным весом, можно использовать в ЯРД. Так, бериллий является хорошим замедлителем нейтронов, но очень дорого стоит и очень токсичен. Литий токсичен, коррозионноактивен и является сильным поглотителем нейтронов. Гелий не пригоден из-за очень низких температур жидкофазного состояния и обладает очень малым значением скрытой теплоты испарения. [c.269]

Последний из постоянных газов — гелий был ожижен Г. Камерлинг-Оннесом в Лейденской лаборатории методом дросселирования с предварительным охлаждением. Для использования этого метода необходимо охладить гелий существенно ниже его температуры инверсии, что было достигнуто с помощью жидкого водорода. Хотя методы ожижения гелия принципиально не отличаются от методов ожижения других газов, однако его крайне низкая температура вызывает ряд трудностей технического характера. Так, например, для рационального осуществления процесса необходимо иметь не менее трех ступеней охлаждения. Очень низкая теплота испарения предъявляет повышенные требования к теплоизоляции аппаратуры и емкостей. [c.140]

Учитывая, что теплота испарения гелия г= 2,55 кдж/л, найдем потребное количество жидкости (принято, что холод паров не используется) [c.183]

Интенсивность испарения зависит от свойств жидкости, длины трубопровода, качества изоляции. Например, при переливе гелия даже по коротким трубопроводам имеют место существенные потери из-за малой теплоты испарения. [c.229]

Нами исследовались изменения структуры пор и удельной поверхности цеолитсодержащих катализаторов крекинга при закоксовании, а также характеристики кокса, вьщеленного с поверхности катализатора [28, 29]. Как установлено, преобладающая часть кокса на катализаторах крекинга представляет собой сферообразные частицы. Их размер достигает 30 нм и мало зависит от содержания образующегося кокса при его изменении в пределах 0,4 до 7,0% (масс.). Возможность образования крупных глобул получает логическое объяснение, если допустить, что углеводороды и продукты их уплотнения могут мигрировать по поверхности катализатора. Такое допущение основывается на том, что для миграции требуется существенно меньшая энергия, чем для перехода из адсорбированного состояния в газообразное (примерно на величину, равную теплоте испарения). Поскольку промежуточные продукты реакций уплотнения способны частично десорбироваться в газовую фазу, естественно, они способны и к диффузии по поверхности. Определенным подтверждением этого является ранее отмеченный факт пла-сти>шого состояния кокса, выделенного из катализатора крекинга, при температурах 450-500 °С. Предположение о диффузии было подтверждено также исследованиями по изучению влияния термообработки в токе гелия на распределение кокса по грануле аморфного алюмосиликатного катализатора крекинга. Как установлено, после прогрева наблюдается выравнивание распределения кокса. [c.10]

Скрытая теплота испарения, а) Измерения. Скрытая теплота испарения жидкого гелия была измерена еще Дана и Камерлинг Оннесом [52] при давлениях 1 ат и ниже. На фиг. 112 изображен калориметр вместе с гелиевым криостатом, на фиг. 113—только сам калориметр. Он состоит из маленького сосуда Дьюара, подвешенного на отводной трубке С, заключающего в себе электронагревательную спираль Р. Через маленький кран Е сосуд можно заполнить жидким гелием из окружающей ванны. Начальный уровень жидкого гелия отсчитывался с помощью катетометра по миллиметровым делениям, выгравированным на внутренней трубке сосуда. После пропускания через нагреватель тока и измерения затраченной мощности измерялось понижение уровня жидкого гелия. По объему и плотности испаренного жидкого гелия определялась скрытая теплота испарения. [c.262]

В качестве криогенных жидкостей наиболее широко используются азот, водород и гелий-4. Их свойства представлены в табл. 2.2. Водород во многих случаях может быть успешно заменен неоном, имеющим температуру кипе-ния 27,2 К и теплоту испарения 25 ккал л, но применение неона часто огра- 1 [c.111]

Таблица 90 СКРЫТЫЕ ТЕПЛОТЫ ИСПАРЕНИЯ ЖИДКОГО ГЕЛИЯ

Жидкий неон взрывобезопасен, и, кроме того, у него есть сугубо индивидуальные достоинства. Он тяжелее воды, его скрытая теплота испарения в два раза больше, чем у водорода, и раз в двадцать больше, чем у гелия. Оттого малы потери неона в современных криостатах он хорошо сохраняется в течение многих месяцев. Неон от- [c.170]

Определение теплот испарения проводят следующим образом. Жидкое вещество, тщательно высушенное и освобожденное от воздуха, помещают в приемник 6. Калориметр и коммуникации откачивают через кран 9 для удаления воздуха. Затем образец переводят в калориметр, подогревая приемник 6 и охлаждая стакан 16 льдом (при этом внутрь стакана 16 для увеличения теплопроводности вводят гелий). [c.366]

Главное различие заключается в необходимости при работе с водородом соблюдать меры, предотвращающие возможность взрыва, тогда как в гелиевых криостатах низкая теплота испарения гелия требует сведения теплоподвода к возможному минимуму. [c.115]

ПРИЛОЖЕНИЕ 13. ТЕПЛОТА ИСПАРЕНИЯ КИСЛОРОДА, АЗОТА, АРГОНА, НЕОНА, ГЕЛИЯ И КРИПТОНА [c.446]

Теплота испарения кислорода, азота, аргона, неона, гелия и криптона. . . 446 [c.477]

Тщательная защита от теплопритоков необходима для низкотемпературной аппаратуры, емкостей с сжиженными газами, низкотемпературных коммуникаций и других криогенных систем. Для этой цели, как правило, применяют вакуумную теплоизоляцию различных типов, которая отличается значительно лучшими характеристиками, чем обычные виды изоляции. Необходимость в высококачествеииой теплоизоляции вызвана тем, что с понижением температуры теплопритоки из окружающей среды возрастают, а их отрицательное влияние резко увеличивается. Кроме того, у таких веществ, как водород и особенно гелий, теплота парообразования низка, это приводит к интенсивному испарению больших количеств жидкости от теплопритоков. [c.207]

Фиг. 114. Теплота испарения жидкого гелия.

Тепловые и термодинамические. Прн давлении 10 МПа температура плавления гелия /пл=—269,7 °С. Прн нормальном давлении (0,1 МПа) температура испарения исп=—268,94 °С, температура перехода в сверхпроводящее состояние 7 с = 2,03 К. Удельные теплоты фазовых переходов в указанных условиях плавления ДЛпл = 5,22 кДж/кг, испарения ДНисп=20,9 кДж/кг, теплота сверхпроводящего перехода равна нулю. Изотоп Не испаряется при исп=—271,5 °С и 0,02 МПа. Удельная теплота испарения в этом случае ДНисп=И,9 кДж/кг. Удельная теплоемкость гелня Ср при низких температурах н нормальном давлении в зависимости от температуры [c.529]

Температура инверсии гелия —40° К, поэтому только с помощью жидкого водорода можно обеспечить практически рациональное предварительное охлаждение для ожижения Не методом дросселирования. Дроссельэффект резко возрастает с понижением температуры значения давлений инверсии, обеспечивающие наибольший дроссельэффект, составляют 3,0—1,5 Мн1м в интервале температур 20—10° К. Откачкой паров над жидкостью до 0,12 мм рт. ст. температура кипения гелия может быть снижена до Г К. Дальнейшее понижение температуры таким способом ограничивается возможностями вакуум-насосов, из-за чрезвычайно низкой упругости паров Не. Так, например, при температуре О,Г К равновесное давление паров составляет всего 4,2 10 мм рт. ст. Теплота испарения гелия составляет 2,8 кдж л и является минимальной (кроме Не ) для всех существующих жидкостей. Это обстоятельство является причиной серьезных трудностей, возникающих при производстве, хранении и обращении с жидким гелием. [c.134]

Особенности конструкции водородных и гелиевых ожижителей. Особенности сжижения водорода и гелия обусловлены переходом на более низкий уровень температур, чем при сжижении воздуха, и их физическими свойствами. При сжижении водорода и гелия необходимо применять эффективные и надежные теплообменные аппараты для проведения предварительного охлаждения сжатого газа ниже его температуры инверсии высокоэффективную теплоизоляцию из-за малой теплоты испарения жидких водорода и гелия совершенную очистку прямого потока от примесей, которые при сжижении водорода и гелия выпадают в виде твердых кристаллов и частиц конструкционные материалы ожижительных установок с высокими механическими свойствами при очень низких температурах герметизацию оборудования и систем в целях исключения утечек водорода и гелия орто-параконверсию в водородных ожижителях для уменьшения потерь жидкого водорода при хранении. Основным элементом ожижителей водорода и гелия является низкотемпературный блок, состоящий из теплообменных аппаратов, расшири- тельных машин и другого оборудования, заключенного в кожух с высокоэффективной изоляцией. Помимо низкотемпературного блока ожижительная установка включает целый ряд машин и аппаратов, обеспечивающих ее работу. [c.152]

В огромном большинстве адсорбционных опытов имеют дело с системами, для которых теплота адсорбции больше теплоты конденсации. Отношение теплоты адсорбции к теплоте конденсации оказывается тем больше, чем ниже температура кипения газа. Стаут и Джиок [ 1] вычислили теплоту адсорбции гелия на N1304 7Н2О в 140 кал моль при 4,23°К теплота испарения гелия составляет около 20 кал/моль. Дьюар [ ] для теплоты адсорбции водорода на угле получил 1600 кал моль при —185° теплоты адсорбции водорода на металлах и окислах при температуре жидкого воздуха лежат, как мы видели в предыдущем разделе, между 1000 и 2000 кал1моль. Теплота испарения водорода составляет около 220 кал/моль. Таким образом, для двух наиболее низкокипящих газов, гелия и водорода, теплоты адсорбции превышают теплоты конденсации приблизительно в семь раз. [c.317]

Очевидно, что чувствительность метода связана с типом используемого детектора. Так, Охотников и Бондаренко [36, 37] с помощью разрядного детектора достигли чувствительности порядка 1,5-10 мм рт. ст. и осуществили определение упругости паров и теплоты испарения кадмия и цинка (ем. табл. 12), причем система не включала хроматографической колонки и поток гелия, насыщенного парами металла, непрерывно проходил через детектор. Вследствие нелинейности показаний последнего он калибровался по азоту. В цитируемой работе проводилась также оценка теплоты активации процесса испарения путем снятия показаний детектора при различных скоростях потока (3 и 60 мл1мин), [c.81]

Значения констант tt, Ь и с для некоторых простых неорганических жидкостей даны в табл. 8. Значения 6, отмоченные звездочками, получены иепосред-ственио из теплоемкостей. Данные заимствованы из различных источников, главным образом нз таблиц Ландольта—Бернштейна, дополненных обширной (компиляцией Сталла [20]. В интервале между точками плавления и кипения величины давления нара, вычисленные но уравнению (К)), отличаются от опытных данных менее чем на 1%. За исключон1н м гелия, коэффициент при Ig Т отрицателен и увеличивается с возрастанием сложности молекул 1эТ, его среднее значение составляет 1,22 для одноатомных > идкостей, 3,02 для двухатомных, 3,33 для трехатомных и 4,9(3 для четырехатомных (при этом не учитывается исключительно высокое значение, нолученное для бромистого алюминия). Порядо - величины давления нара определяется главным образом теплотой испарения. Так, напрнмер, для таких различных веществ, как радон, натрий, фтор, цианистый водород н сероводород, значения Ь лежат в пределах 1,25 0,25 и а в пределах 11,1 0,7, тогда как величина к которой давление пара очень чувствительно, изменяется от 18G0 до 26 420 кал/моль. [c.106]

Заливные насосы одной и той же конструкции могут работать при использовании в качестве хладоагентов не только жидкого гелия или жидкого водорода, а и жидкого неона. Расход водорода или неона по сравнению с расходом жидкого гелия в значительной мере уменьшится. Так, например, из-за того, что теплота испарения водорода в 11,6 раза больше, чем теплота испарения гелия, время работы водородного нясоса без долива жидкости может быть существенно увеличено. [c.72]

В этом и кроется причина того, что гелий был последним газом, переведенным в жидкое состояние. Трудность ожижения осложнялась также другпмп константами гелия крайне низкими значениями критической температуры и давления (— 268° и 2,22 ат), малой величиной теплоты испарения (4,66 кал кг). [c.122]

Бленей и Симон [15] на основании измерений магнитной восприимчивости некоторых парамагнитных солей, отвечающей определенной упругости паров гелия, пришли к заключению, что в области температур около 1°К температурная шкала 1937 г. занижена на несколько сотых градуса. Тогда они решили вычислить зависимость упругости паров гелия от температуры в области низких температур термодинамически. Оказалось, что кривую зависимости теплоты испарения г от Т, полученную из данных по разности между энтропией пара и энтропией жидкости, нельзя привести к совпадению с кривой для г, полученной интегрированием [c.227]

Из графика фш. 114 мы видим, что скрытая теплота г имеет максимум вблизи 3°К и снова падает при более низких температурах. Это совпадает с вычислениями Вершаффельта [17], который показал, что при 0°К теплота испарения гелия должна составлять 3,5 кал/г и что вблизи абсолютного нуля теплота испарения должна меняться с температурой по формуле г= =3,5 -]-1,25 Т. Пунктирная кривая на фиг. 114 проведена согласно формуле г =3,51,25 Т—0,03 Т % которая дает т- = 4Д, 4,7 и 5,3 соответственно для температур 0,5, 1,0 и 1,5°К (точки, отмеченные знаком Д). Последнее выражение получено из формулы для упругости паров гелия в предположении, что они подчиняются законам идеального газа. Для вычисления точек в интервале температур от 2,5 до 5°К, обозначенных Д, авторы пользовались плотностями пара и жидкости, измеренными Матиасом, Кроммелином, Камерлинг Оннесом и Свэллоу или вычисленными с помощью вириальных коэфипдентов. [c.264]

Кеезом [54] обратил внимание на то, что скачку теплоемкости жидкого гелия в л-точке должен соотпотствовать скачок скрытой-теплоты испарения. Как это следует из хорошо известного термодинамического ур авнения, [c.265]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология