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

Конденсация пара при давлениях ниже тройной точки. Часть 13

Конденсация пара при давлениях ниже тройной точки. Часть 14