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