рефераты конспекты курсовые дипломные лекции шпоры

Реферат Курсовая Конспект

Растворимость газов в твердых телах

Растворимость газов в твердых телах - раздел Изобретательство, Основы вакуумной техники Концентрация Газов, Растворенных В Твердом Теле, Зависит От Его Температуры, ...

Концентрация газов, растворенных в твердом теле, зависит от его температуры, давления и типа кристаллической решетки. В металлах, для которых характерна гомополярная металлическая связь между электроположительными атомами, зависимость растворимости от давления и температуры имеет следующий вид:

 

, (2.20)

 

где п – число атомов в молекуле газа; Qs – энергия активации при растворении; S0 – постоянный коэффициент.

Знак «+» в формуле (2.20) характерен для газов, образующих с металлом химическое соединение, а знак «—» – для газов, образующих истинные растворы. Растворимость газов, образующих истинные растворы, с повышением температуры возрастает (Н2 в Сu, Fe и Ni), а образующих химические соединения уменьшается (Н2 в Ti).

Зависимость растворимости газов в металлах от давления представляет собой степенную функцию с показателем степени 1/п. Это связано с тем, что газы растворяются в металлах в атомарном состоянии и перед растворением происходит диссоциация молекул на атомы. Например, для кислорода n = 2, реакция диссоциации имеет вид Q2↔0+0.

По закону действующих масс, константа равновесия такой реакции ; и – давления атомарного и молекулярного кислорода.

Очевидно, что , т. е. растворимость газов в металлах пропорциональна давлению диссоциированного газа.

В неметаллах, атомы кристаллической решетки которых связаны между собой ионной или ковалентной связью, растворение газов происходит в молекулярном состоянии. Образуются истинные растворы, и зависимость растворимости газов от температуры и давления имеет вид

. (2.21)

 

Постоянных S0 и QS, характеризуют растворимость основных газов в металлах. Абсорбционный процесс растворения газов в твердых телах осуществляется за счет диффузии молекул газа в кристаллическую решетку или по границам зерен. Диффузионный поток пропорционален градиенту концентрации. Так как для стационарного газового потока через стенку толщиной 2h градиент концентрации равен

 

, (2.22)

то

, (2.23)

 

где q — число молекул, проходящих в единицу времени через единицу площади поперечного сечения в направлении оси х; D — коэффициент диффузии; S1 и S2 — концентрации газа на границах стенки.

При повышении температуры коэффициент D сильно возрастает:

 

, (2.24)

 

где QD — энергия активации при диффузии; n – число атомов в молекуле газа для металлов, для неметаллов n =1; DО — коэффициент пропорциональности, не зависящий от температуры.

Подставляя в (2.23) выражение для D и S из (2.20), получим выражение для газопроницаемости металлов

 

, (2.25)

 

где K0=D0S0 — константа проницаемости.

– Конец работы –

Эта тема принадлежит разделу:

Основы вакуумной техники

Государственное образовательное учреждение.. высшего профессионального образования.. омский государственный технический университет..

Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ: Растворимость газов в твердых телах

Что будем делать с полученным материалом:

Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:

Все темы данного раздела:

Основы вакуумной техники
  Конспект лекций   ОМСК – 2007 УДК 533.5(075) ББК 31.77я73 Б43   Рецензенты:   А.С. Не

Физика вакуума
  1.1.Основные термины и определения   Вакуумом называют состояние газа или пара при давлении ниже атмосферного. Количественно

Давление в вакууме
Основой физики вакуума являются следующие постулаты: 1. Газ состоит из отдельных, движущихся молекул. 2. Существует постоянное распределение молекул газа по скоростям, т. е. одной

Газовые законы
  Если в объеме находится смесь из К газов, то давление смеси:   (1.8)   или

Распределение молекул газа по скоростям
При соударении друг с другом или со стенками вакуумной камеры молекулы изменяют свои скорости, как по величине, так и по направлению. Используя гипотезы о стационарном распределении по скоростям и

Средняя длина свободного пути
Направленный молекулярный поток, содержащий в начальный момент N0 молекул газа с хаотично движущимися молекулами с частотой К за время dt, уменьшается на величину:

Энергия взаимодействия
  По мере снижения рабочего давления роль поверхностных явлений при получении и измерении вакуума непрерывно возрастает, особенно в области сверхвысокого вакуума. Процесс поглощения г

Время адсорбции
Минимальным временем адсорбции можно считать период колебания молекулы в потенциальной яме, это время можно считать примерно одинаковым для всех молекул газа

Конденсация и испарение
  Вещества в зависимости от температуры и давления могут находится в различных агрегатных состояниях. В вакуумной технике могут происходить процессы конденсации, испарения, сублимации

Адсорбция газов и паров
  Адсорбционные процессы изучают по кривым адсорбции, устанавливающим зависимость между тремя основными величинами: количеством поглощаемого газа (Q); равновесным давлением (Р); темпе

Степени покрытия поверхности
  Степень покрытия поверхности молекулами адсорбированных газов влияет на характер протекания поверхностных явлений: эмиссию электронов из твердого тела, поверхностный электрический р

Вязкость газов
  При перемещении твердого тела со скоростью vn за счет передачи количества движения молекулам газа возникает сила внутреннего трения. Сила трения по всей п

Скольжение разреженных газов
  Экспериментальные исследования течения газа при малых давлениях в магистрали показали, что действительный расход газа больше теоретического, найденного на основании гидродинамически

Температурный скачок
Явление, аналогичное скольжению, наблюдается и при исследовании теплопроводности разреженных газов, если средняя длина свободного пути L значительно меньше расстояния между поверхностями тел с разн

Стационарный режим работы вакуумных систем
4.1. Распределения давления в вакуумных системах.   Для стационарного режима характерно постоянство во времени потоков и давлений во всех сечениях вакуумной

Соединение арматуры и откачиваемых объектов
Арматура (коммутационные элементы, ловушки, трубопроводы) и откачиваемые объекты, соединяясь друг с другом, образуют сложные вакуумные системы. Место соединения двух элементов и более называют узло

Соединения насосов
В вакуумных системах с большими газовыми потоками используют параллельное соединение насосов (рис. 4.5, а). Запишем уравнение (4.15) для узла А, к которому подключены через элементы с

Расчет газовых нагрузок
  Стационарный газовый поток, откачиваемый насосом, во время работы вакуумной установки имеет несколько составляющих:  

Расчет длительности откачки
Известные закономерности для расчета проводимости трубопроводов вакуумной системы позволяют рассчитывать стационарные режимы течения газа. В большинстве случаев давление и поток газа завис

Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Education Insider Sample
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Реклама
Соответствующий теме материал
  • Похожее
  • Популярное
  • Облако тегов
  • Здесь
  • Временно
  • Пусто
Теги