Влияние неконденсирующихся газов на процессы фазовых превращений в вакууме. Часть 2
(76)
Таким образом, для подсчета В'см (T) необходимо знать коэффициенты Bib В'п = B'<i, В'<&-
Был проведен расчет второго вириального коэффициента В'см (T) для смесей водяного пара со следующими газами: Не, H2, CO2, Ar, воздухом,CF2Cl2.
Так как все эти газы имеют неполярные молекулы (за исключением CF2Cl2), то вначале рассчитывали второй вириальный коэффициент Bu (T) для однородных газов с неполярными молекулами с использованием потенциала Леннарда-Джонса.
Для одноатомных газов методом теоремы вириала получены следующие выражения :
(77)
!где N0 — число Авогадро; k — постоянная Больцмана; U (г) — сферически симметричная потенциальная функция межмолекулярного взаимодействия;
I - 1
■ /,, (rl7) = [е kT —1J; Utj—потенциал взаимодействия изолированной пары молекул. Здесь С'ш (T) учитывает взаимодействие трех молекул. Подставим вместо U (г) потенциал 6—12 Леннарда-Джонса в уравнение .(77). После преобразований получим выражение
(78)
I где
Если в выражении (78) exp [(^r) г* ""6J разложить в бесконечный
ряд, то интегрирование можно провести в аналитическом виде. После преобразования н интегрирования получим
где
Таким образом, для подсчета В'11 (T) необходимо знать силовые постоянные е и а, которые входят в потенциальные функции (см. табл. 10).
Как видно из табл. 10, минимальная глубина потенциальной ямы у молекул гелия и водорода. Глубина потенциальной ямы молекулы водорода меньше глубины потенциальной ямы молекулы водяного пара в 10 раз.
Глубина потенциальной ямы указывает на способность молекул образовывать устойчивые связи не только между собой, но и с другими молекулами. Молекулы гелия образуют крайне неустойчивые связи не только между собой, но и с молекулами водяного пара.
Значения В'п находим по таблицам Берда и Спотц [12] для величины
В табл. 13 приведены значения В'п (T), подсчитанные для различных газов при температуре 293° К, которую имеет газ на входе в экспериментальный конденсатор.
Для подсчета В'п (T) сначала определим Т* = Затем по таблицам Берда и Спотц найдем В* (T*) и далее определим
Значения е и Ь0 для различных газов приведены в табл. 10, значения Т* и В* — в табл. 13.
Из табл. 13 видно, что при 293° К коэффициент В'11 имеет положительное значение для молекул гелия и водорода (не образуются группы из двух молекул), а для молекул остальных газов (N2, воздух, O2, Ar, CO2) В'п имеет отрицательное значение (образуются группы из двух молекул).
Другие части:
Влияние неконденсирующихся газов на процессы фазовых превращений в вакууме. Часть 1
Влияние неконденсирующихся газов на процессы фазовых превращений в вакууме. Часть 2
Влияние неконденсирующихся газов на процессы фазовых превращений в вакууме. Часть 3
Влияние неконденсирующихся газов на процессы фазовых превращений в вакууме. Часть 4
Влияние неконденсирующихся газов на процессы фазовых превращений в вакууме. Часть 5
Влияние неконденсирующихся газов на процессы фазовых превращений в вакууме. Часть 6
Влияние неконденсирующихся газов на процессы фазовых превращений в вакууме. Часть 7
Влияние неконденсирующихся газов на процессы фазовых превращений в вакууме. Часть 8
Влияние неконденсирующихся газов на процессы фазовых превращений в вакууме. Часть 9
Влияние неконденсирующихся газов на процессы фазовых превращений в вакууме. Часть 10
Влияние неконденсирующихся газов на процессы фазовых превращений в вакууме. Часть 11
Влияние неконденсирующихся газов на процессы фазовых превращений в вакууме. Часть 12
Влияние неконденсирующихся газов на процессы фазовых превращений в вакууме. Часть 13
Влияние неконденсирующихся газов на процессы фазовых превращений в вакууме. Часть 14
Влияние неконденсирующихся газов на процессы фазовых превращений в вакууме. Часть 15
Влияние неконденсирующихся газов на процессы фазовых превращений в вакууме. Часть 16