Конденсация пара при давлениях ниже тройной точки. Часть 1
Правильное представление о механизме процесса десубли-мации пара может быть составлено, если известны законы взаимодействия между молекулами. Еще в 1916 г. Ленгмюр пришел к выводу, что при ударе молекулы газа о поверхность каждая молекула конденсируется на поверхности, но при высоких температурах сейчас же происходит обратное испарение — отражение. Отражение молекул от поверхности можно рассматривать как обратное испарение сконденсированных молекул. Следует иметь в виду, что на обратное испарение влияет главным образом величина энергии фазового превращения.
Экспериментальные исследования десублимации в условиях высокого! вакуума сводились к определению коэффициента конденсации hK и функции распределения конденсата. Ленгмюр и Кнудсен показали, что при конденсации паров металла на поверхности можно считать hK = 1.
Наиболее результативными были эксперименты Кнудсена и Вуда! Они показали, что молекулы задерживаются на стенке только в том случае если ее температура ниже критической. Тем самым они установили понятия критической температуры, которое затем было подтверждено многими
исследователями: Семеновым, Харитоном, Кокрофтом и др. Кокрофт, кроме того,установил понятие критической плотности и показал, что конденсация при заданной температуре не будет происходить, если плотность молекулярного потока ниже критической.
Физика конденсации и адсорбции стала плодотворно развиваться на основе допущения, что адсорбция на поверхности происходит под действием электростатических сил. Если молекула поляризована, она притягивается поверхностью. Если молекула нейтральна, она поляризуется, как только попадает в поле сил поверхности. В результате этого появляются силы притяжения между молекулами поверхности и поляризованной молекулой, и начинается процесс конденсации — адсорбции.
Физические закономерности процесса конденсации более полно вскрыл Леннард-Джонс с сотрудниками. Основываясь на принципах квантовой механики, Леннард-Джонс развил теорию взаимодействия между атомами, молекулами и поверхностью твердого тела. Он пришел к выводу, что существует вероятность перехода молекул и атомов в новую фазу, если частицы находятся в различных энергетических состояниях, и определил среднее время, в течение которого атом или молекула остаются в наивысшем энергетическом состоянии. Он показал, что коэффициент конденсации во многих случаях далек от единицы.
В п. 1 показано, что если коэффициенты в уравнении состояния получаются отрицательными, то превалируют силы притяжения и образуются ассоциированные частицы из молекул водяного пара; если коэффициенты получаются положительными, то силы отталкивания превалируют над силами притяжения, и ассоциация не происходит. Отсюда видно, что в объеме десублимационного конденсатора создаются благоприятные условия для ассоциации молекул водяного пара; чем ниже температура, тем интенсивнее протекает процесс ассоциации, заключающийся в объединении отдельных молекул в группы, комплексы.
Другие части:
Конденсация пара при давлениях ниже тройной точки. Часть 1
Конденсация пара при давлениях ниже тройной точки. Часть 2
Конденсация пара при давлениях ниже тройной точки. Часть 3
Конденсация пара при давлениях ниже тройной точки. Часть 4
Конденсация пара при давлениях ниже тройной точки. Часть 5
Конденсация пара при давлениях ниже тройной точки. Часть 6
Конденсация пара при давлениях ниже тройной точки. Часть 7
Конденсация пара при давлениях ниже тройной точки. Часть 8
Конденсация пара при давлениях ниже тройной точки. Часть 9
Конденсация пара при давлениях ниже тройной точки. Часть 10
Конденсация пара при давлениях ниже тройной точки. Часть 11
Конденсация пара при давлениях ниже тройной точки. Часть 12