Испарение веществ в разреженной среде. Часть 3

Под «возвращенными» частицами понимают различные частицы от молекул (или комплексов) до квантов (фотонов) с большой энергией. Учитывая то, что в условиях высокого вакуума число молекул, падающих на единицу поверхности в единицу времени, намного меньше числа подобных молекул при атмосферном давлении, становится понятным, почему процесс сублимации имеет крайне низкую интенсивность.

При значительном подводе энергии отдельные этапы процесса сублимации протекают мгновенно, как бы сливаясь в один этап бурного испарения; с поверхности отделяются не только молекулы, а возможно и комплексы — частицы, состоящие из нескольких молекул.

Если допустить, что распределение скоростей молекул, отрывающихся от поверхности твердого вещества при сублимации, подчиняется закону Максвелла (что Шулейкин допускает для молекул жидкости), можно подсчитать число молекул, вылетающих с поверхности твердого вещества.

Принимая, что поверхность покинут молекулы, составляющая скорости которых в направлении, перпендикулярном к поверхности, превысит величину C11, получим для числа молекул, покидающих 1 см2 поверхности в 1 с:

(71)

затрачиваемая на преодоление сил сцепления при отделении одной молекулы от поверхности твердого вещества. Тогда

Можно показать [47], что работа Р, производимая молекулой при вырывании с поверхности, равна скрытой теплоте р парообразования, отнесенной к одной молекуле:

Кроме того, некоторые авторы вводят в формулу поправочный коэффициент η, который учитывает долю объема, занимаемого самими молекулами.

По формуле (71) можно определить максимальную объемную скорость испарения. В действительных условиях часть молекул возвращается обратно на поверхность вещества; иначе говоря, уравнение (71) справедливо только ври испарении в абсолютный вакуум.

Для реальных условий Шулейкин выводит уравнение

где п — число молекул пара в единице объема над поверхностью испаряемого вещества; --часть молекул пара, поглощенная испаряемым веществом; —D --число молекул, диффундирующих от поверхности.

Если испарение в абсолютном вакууме происходит с последующей конденсацией, то при установлении динамического равновесия число испаряющихся в единицу времени с единицы поверхности молекул должно быть равно числу конденсирующихся

(72)

В связи с возможностью использования соотношения (72) было предложено ввести в уравнение (72) для среднего и низкого вакуума коэффициент | сублимации h', который должен характеризовать долю твердого вещества, превращенного в парообразное состояние и способного двигаться к конденсатору.

По аналогии с процессом конденсации

 

Другие части:

Испарение веществ в разреженной среде. Часть 1

Испарение веществ в разреженной среде. Часть 2

Испарение веществ в разреженной среде. Часть 3

Испарение веществ в разреженной среде. Часть 4

Испарение веществ в разреженной среде. Часть 5