Cтраница 2
Для повышения точности измерений скоростей испарения, для сокращения времени эксперимента или получения большей информации об Испаряемом образце нередко используют комбинированные методики. Эти методики заключаются обычно в различном сочетании способов определения скоростей испарения и способов измерения количества сконденсированного вещества. Иногда выполнению таких задач помогают удачные конструктивные решения. Комбинированные методики позволяют выявить факторы, влияющие на скорость испарения, и точнее определить погрешности измерений. [16]
Конденсация пара всегда связана с одновременным и совместным протеканием процессов тепло - и массообмена. При этом образующаяся масса конденсата определяет количество переданного вещества, а теплота парообразования - количество переданной теплоты единицей массы сконденсированного вещества. [17]
На эксперименте появление на подложке некоторого количества конденсата, которое можно наблюдать, принимают за начало конденсации, а соответствующую температуру подложки называют критической температурой конденсации. Однако на рис. 5 показано, что эта критическая температура зависит от времени наблюдения и чувствительности приборов, используемых для обнаружения сконденсированного вещества. [18]
![]() |
Номограмма для определения количества вещества в л газа-носителя, унесенного из ловушки. [19] |
На рис. 73 приведено несколько типов ловушек. Ловушку со спиралью применяют довольно часто, причем для увеличения поверхности теплообмена широкую часть делают с извилинами. Спиральный канал бесполезен вследствие резкого увеличения скорости газа в нем, что должно вызывать увеличение уноса сконденсированного вещества. Интенсивный теплообмен в ней достигается движением газового потока в узком зазоре между внешним и внутренним цилиндрами. [20]
Процесс конденсации предполагает образование новой фазы на уже имеющихся поверхностях ( стенках сосуда, частицах посторонних веществ - ядрах конденсации) или на поверхности зародышей, возникающих самопроизвольно в результате флуктуации плотности и концентраций вещества в системе. В первом случае конденсация называется гетерогенной, во втором - гомогенной. Как правило, конденсация происходит на поверхности ядер конденсации или зародышей очень малых размеров, вследствие чего реакционная способность сконденсированного вещества больше, чем макрофазы в соответствии с уравнением капиллярной конденсации Кельвина. Поэтому, чтобы сконденсированное вещество не возвращалось в первоначальную фазу и конденсация продолжалась, необходимо наличие пересыщения в системе. Например, в насыщенном паре в результате флуктаций плотности возникают мельчайшие капельки жидкости, которые тут же испаряются, так как давление пара над ними больше, чем давление насыщенного пара; чтобы происходила конденсация пара, необходимо его пересыщение. Этими же причинами объясняется возможность существования систем в пересыщенных, перегретых, переохлажденных состояниях, которые называются метастабильньь ми состояниями. [21]
По методу Ивенса материал, подлежащий анализу на содержание воды, помещают в сосуд, нагретый до 105; выделяющиеся пары воды и углеводороды пропускаются через поглотитель с маслом апиезон, в котором задерживаются преимущественно углеводороды. Оставшиеся пары пропускают через ловушку, охлаждаемую твердой углекислотой ( - 78), в которой конденсируются пары воды и масла; другие летучие составные части, например водород, метан и окись углерода, проходят через ловушку без задержки. Затем сконденсированные вещества нагревают и пропускают через печь, где углеводороды сжигаются с образованием двуокиси углерода и воды. [22]
Процесс конденсации предполагает образование новой фазы на уже имеющихся поверхностях ( стенках сосуда, частицах посторонних веществ - ядрах конденсации) или на поверхности зародышей, возникающих самопроизвольно в результате флуктуации плотности и концентраций вещества в системе. В первом случае конденсация называется гетерогенной, во втором - гомогенной. Как правило, конденсация происходит на поверхности ядер конденсации или зародышей очень малых размеров, вследствие чего реакционная способность сконденсированного вещества больше, чем макрофазы в соответствии с уравнением капиллярной конденсации Кельвина. Поэтому, чтобы сконденсированное вещество не возвращалось в первоначальную фазу и конденсация продолжалась, необходимо наличие пересыщения в системе. Например, в насыщенном паре в результате флуктаций плотности возникают мельчайшие капельки жидкости, которые тут же испаряются, так как давление пара над ними больше, чем давление насыщенного пара; чтобы происходила конденсация пара, необходимо его пересыщение. Этими же причинами объясняется возможность существования систем в пересыщенных, перегретых, переохлажденных состояниях, которые называются метастабильньь ми состояниями. [23]
При пожарах, возникающих при авариях на объектах с большим запасом топлива на ограниченных площадях, также могут распространяться имеющиеся и образующиеся ядовитые продукты. Концентрированный пожар с направленным сгоранием топлива сопровождается образованием конвективной газовой колонки, с помощью которой токсичные продукты могут подниматься чВ верхние слои атмосферы. При крупных пожарах количество ядовитых и вредных веществ, распространяемых - по такому механизму, может быть весьма значительным. В верхних слоях атмосферы эти вещества могут формироваться в облаках и возвращаться на землю в виде дождей, зараженных кислотами, хорошо растворимыми в воде, и другими сконденсированными веществами. [24]
Иногда в калориметрии применяют методы, в которых измеряют не теплоту испарения, а обратную величину - теплоту конденсации. При этом испарение вещества проводят в специальном сосуде - испарителе - вне калориметра. Образующийся пар может быть впущен через кран в камеру, находящуюся в калориметре, где и происходит его конденсация. Экзотермический тепловой эффект конденсации определяют обычным путем: калориметрический опыт состоит из начального, главного и конечного периодов. Количество сконденсированного вещества находят взвешиванием камеры до и после опыта. Разумеется, пар при этом не должен содержать капелек жидкости. Экспериментальное определение теплоты конденсации требует знания теплоемкости жидкости в интервале от конечной температуры калориметра до точки кипения. В настоящее время этот метод применяется редко. [25]