Изотермиялық диффузия бароэффектісінің кинетикалық энергиясы

Кіріспе

1.Диффузиялық бароэффект шамасын өлшеуге арналған құрылғының сипаттамасы

Изотермиялық диффузия бароэффектісінің кинетикалық энергиясы
2.1.Диффузиялық бароэффектінің зерттелу әдісі
2.2 Диффузиялық бароэффектінің табиғаты
2.3.Диффузиялық бароэффектінің санақ жүйесіне байланысы
2.4 Л.Больцман теориясындағы диффузиялық бароэффект
2.5 Диффузиялық бароэффектінің кинетикалық теориясы

3.Дөңгелек цилиндрлік капиллярда диффузиялық бароэффектті зерттеу
3.1. Центро масс санақ жүйесіндегі диффузиялық бароэффектіні зерттеу

4.Жазық параллель саңылаудағы изотермиялық диффузиялық бароэффектіні зерттеу
4.1.Центра масс санақ жүйесіндегі бинарлық қоспалардағы диффузиялық бароэффектіні зерттеу
4.2 Бароэффект әдісімен бинарлық қоспалардың диффузиялық сырғанау коэффициентін зерттеу

ҚОРЫТЫНДЫ

ҚОЛДАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР
Кіріспе

Кез келген қайтымсыз процесс тепе-теңсіздік күйлердегі денелерде пайда болады. Егер процестің өтуі уақытқа тәуелді өзгермесе, ол стационар процеске жатады. Ал, керісінше, процестің өтуі уақытқа тәуелді өзгермелі болса – ол стационар емес процесс.
Кез келген оқшауланған термодинамикалық жүйедегі қайтымсыз процестер әрқашан стационар емес болып табылады. Олар жүйенің бастапқы күйі тепе-тең емес жағдайда пайда болып, сол тепе-теңдің жағдайына өту бағытында жүреді. Өз еркіне берілген мұндай жүйелер белгілі бір уақыттан кейін (релаксация уақыты) тепе-теңдік жағдайына келеді.
Газ молекулалары бейберекет қозғала отырып, өзара ретсіз соқтығысады және осы газ орналасқан кеңістікті өз бетімен шарлап жүреді. Кеңістіктің бір жерінен екіншісіне ауысқанда молекулалар өзімен бірге әр түрлі физикалық қасиеттерді, мысалы, массаны, импульстерді, энергияны ала кетеді. Егер кеңістікте қандай да бір физикалық қасиеттің таралуы біртекті болмаса, онда молекулалар бейберекет қозғалысымен осы қасиеттің көп жерінен аз жеріне тасиды. Бұл қасиетті тасу процесі оның таралуы кеңістікте біркелкі болғанша тиылмайды.
Кеңістіктің бір жерінен екіншісіне қандай болса да физикалық қасиеттің молекулалардың жылулық қозғалысымен тасылуы ғылымда тасымалдау құбылыстары деп аталады.
Диффузия. Тепе-теңдік жағдайында фазаның барлық бөлігінде қоспаның әрбір құраушысының тығыздығы бірдей. Тығыздық тепе-теңдік мәнінен ауытқығанда, жүйенің белгілі бір бөлігінде қоспа құраушыларының қозғалысы басталады. Бұл қозғалыс әрбір құраушының тығыздығы барлық көлемде бірдей болатындай бағытта жүреді. Осындай қозғалыспен байланысты зат құраушыларының тасымалдануын диффузия деп түсінеміз.
Зат тасымалдануы концентрация, температура, қысым және сыртқы күштер градиенттері бар ортада жүретін қайтымсыз процесс. Аталған градиенттердің қайсысы қозғаушы күш ретінде болатынына байланысты мұндай тасымалдауларды кәдімгі немесе концентрациялық диффузия, термодиффузия, бародиффузия, сыртқы күштер диффузиясы деп бөлінеді.
ҚОЛДАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР

1.Больцман Л.Лекций по теории газов:Пер.с нем.-М.:ГИТТЛ,1956-554с.
2.Kramers H.A.,and Kistemaker J.On the slip a Diffusing Gas Mixture Alond a Wall.// Physica.-1943.VOL.10.PP.699-713.
3.Miller L.,Carman P.C.Analogi to the Kirkendall Effect in the Cas Phase//Nature,1960,Vol.186,N4724,PP.549-550.
4.Mason G.A.,Miller L.,Carman P.C.Kirkendall effect
in gases//Nature(Engl).-1961-191.-No.4786,375.
5.Mason E.A.Kirkendall effect in gaseous diffusion.II.Absolute determination of diffusion coefficients//Phis.Fluids.-1961.-VOL.4.-No12.-p.1504-1505.
6.Waldman L.and Schmitt K.H.Zs Naturfarschung Bd 16 a.,Heft 12.-1961.
7.Суетин П.Е.,Волобуев П.В.Бароэффект при взаимной диффузии газов//ЖТФ.-1964-Т.34,N6.с.1107-1114.
8.Волобуев П.В.,Суетин П.Е.Кинетическое рассмотрение бароэффекта//ЖТФ.-1996.-Т.36,N7.с.1292-1296.
9.Волобуев П.В.,Суетин П.Е. Исследование диффузионного скольжения методом бароэффекта//ЖТФ.-1965.Т.35,N2.-с.336-334.
10.Leans I.H.An Introduction tho the Kinetic Theory of Gases,Cambridge,1940.
11.Адибаев Б.М.,Косов Н.Д.,Новосад З.И.Бароэффект при взаимной диффузии в некоторых четырехкомпонентных газовых смесях//Диффузия в газах и жидкостях.-Алма-Ата.-1974.-с.36-40.
12.Адибаев Б.М. Эккспериментальное исследование концентрационной зависимости величины диффузионного бароэффекта некоторых газов:Дис.:канд.физ.-мат.наук.-Алма-Ата, 1995
13. Косов Н.Д., Жаврин Ю.И.,Новосад З.И.//Теплофизический свойство вещесств и материалов. М.:Изд.Стандартов.-1982, - в.17.-с.86-112
14. Альжанов К.З. Сб.КарГУ “Установка для исследования диффузионного бароэффекта в различных системах отчета”, “Математика и физические исследования”, 1974, 149-154
15. Альжанов К.З., Жуманова Г.М., Асылбекова С.Н. Истинная коэффициенты диффузий смеси газов в облати температур 290-1000 К//Сб.Радиционное и диффузионное явление.-Алматы.:АГУ им.Абая.-1993.-с.35-37
16. Альжанов К.З.,Карагаева М.Б. Диффузионный бароэффект бинарных смесей тяжелых компонентов// Ученые записки КарПИ.Караганда.-1994.-Т.1.-с.197-203
17. Жданов В.М. К теории скольжения на границе газовой смеси//ЖТФ.-1967.-Т.37,N1.-c.192-197
18. Косов Н.Д., Сармасаев Н.Т. К строгой кинетической теории бароэффекта//Некоторые вопросы общ. и прикл.физики. Алма-Ата.:Наука 1966.-с.97-101
19. Альжанов К.З., Куровский В., Какенов Б.С. Сопоставление экспериментальных значений диффузионного бароэффекта с теорией диффузии Л.Больцмана // сб.КарГУ.Физические исследования.-Караганда.-1976.
20. Косов Н.Д. Бинарная изотермическая диффузия газов через капилляр и бароэффект //Изв.А.Н.Каз.ССР. Серия физ-мат.-1970,N6.-c.23-28
21. Силин В.П. Введение в кинетическую теорию газов.М.:Наука .-1971.-с.332
22. Альжанов К.З., Асылбекова С.Н. Установка для измерения диффузионного бароэффекта, Сб.Научных трудов “Теория и практика электротехнического модулирования технологического оборудования”, КПТИ, 1992
23. Альжанов К.З. Электрическая схема экспериментальной установки стационарно-проточного метода исследовании диффузии в газах. Сб.Научных трудов “Теория и практика электротехнического модулирования технологического оборудования”, КПТИ, 1992
24. Альжанов К.З. Диффузионный бароэффект на плоскопараллельной щели смеси газов:H2-N2, H2-Ar, H2-CO2 в интервале температур 290-1000 К, Тематический сборник научных трудов “Процессы переноса в твердых газообразных средах”, КазГПУ, Алма-Ата, 1989
25. Альжанов К.З.,Карагаева М.Б. Исследование диффузионного скольжения бинарных смесей методом бароэффекта./-Деп.В КазНИИНТИ от 15.11.95, N 6459-Ка96.
26. Альжанов К.З.,Карагаева М.Б. Исследование диффузионного скольжения бинарных смесей методом бароэффекта, КазНИИНТИ, N64-59-Ка 95 в Сб “Депонированные научные работы”, в.4.
27. Боготырев А.Ф., Косов Н.Д., Курлапов Л.И. Диффузия газов в изобарных условиях.//Некоторые вопросы общей и прикладной физики.-Алма-Ата.:Наука.-1972.-с.81-90
28. Курлапов Л.И. Описание процесов переноса в газах на базе линейного кинетического уравнения//Исследование процесов переноса.-Алма-Ата.-1980.с.58-67
        
        Кіріспе
1.Диффузиялық бароэффект шамасын өлшеуге арналған құрылғының сипаттамасы
Изотермиялық диффузия бароэффектісінің кинетикалық энергиясы
2.1.Диффузиялық ... ... ... ... ... табиғаты
2.3.Диффузиялық бароэффектінің санақ жүйесіне байланысы
2.4 Л.Больцман теориясындағы ... ... ... ... кинетикалық теориясы
3.Дөңгелек цилиндрлік капиллярда диффузиялық бароэффектті зерттеу
3.1. Центро масс ... ... ... ... ... ... саңылаудағы изотермиялық диффузиялық бароэффектіні
зерттеу
4.1.Центра масс санақ жүйесіндегі бинарлық қоспалардағы диффузиялық
бароэффектіні зерттеу
4.2 Бароэффект әдісімен бинарлық қоспалардың диффузиялық сырғанау
коэффициентін ... ... ... ... ... ... күйлердегі денелерде пайда
болады. Егер процестің өтуі уақытқа тәуелді ... ол ... ... Ал, ... процестің өтуі уақытқа тәуелді ... – ол ... емес ... ... ... ... жүйедегі қайтымсыз процестер
әрқашан стационар емес болып табылады. Олар жүйенің бастапқы күйі ... ... ... ... сол ... жағдайына өту бағытында жүреді.
Өз еркіне берілген мұндай жүйелер белгілі бір уақыттан кейін ... ... ... ... ... ... ... отырып, өзара ретсіз соқтығысады
және осы газ орналасқан кеңістікті өз бетімен шарлап жүреді. Кеңістіктің
бір ... ... ... молекулалар өзімен бірге әр түрлі
физикалық қасиеттерді, мысалы, массаны, импульстерді, энергияны ала ... ... ... да бір ... қасиеттің таралуы біртекті болмаса,
онда молекулалар бейберекет қозғалысымен осы ... көп ... ... ... Бұл ... тасу ... оның таралуы кеңістікте біркелкі
болғанша тиылмайды.
Кеңістіктің бір жерінен екіншісіне қандай болса да физикалық ... ... ... ... ... ... құбылыстары
деп аталады.
Диффузия. Тепе-теңдік жағдайында фазаның ... ... ... ... ... бірдей. Тығыздық тепе-теңдік мәнінен
ауытқығанда, жүйенің белгілі бір бөлігінде ... ... ... Бұл ... ... ... тығыздығы барлық көлемде бірдей
болатындай бағытта жүреді. ... ... ... ... ... ... деп ... тасымалдануы концентрация, температура, қысым және сыртқы күштер
градиенттері бар ортада жүретін қайтымсыз ... ... ... ... күш ... ... байланысты мұндай тасымалдауларды
кәдімгі немесе концентрациялық ... ... ... ... ... деп ... ... шамасын өлшеуге арналған құрылғының сипаттамасы
Диффузиялық бароэффектті эксперименттік зерттеу оның шамасы ... ... ... тудырады. Сондықтан барлық зерттеулер әдетте
төмендетілген қысымдар кезінде жүргізіледі, өйткені қысымның төмендеуімен
бароэффект шамасы ... ... ... ... ... ... таңдауымен байланысты. Кейбір зерттеушілер индикатор ретінде
мембраналы микромонометрді [2,6,7] пайдаланған, оны ... ... ... ... қоса ... екі ... ... айырмасына да түзетулер енгізу қажет болды.
Диффузиялық ... ... ... ... ... ... есепке алу үлкен қиындық көрсетеді.
Құрылғы сызба нұсқасы 1-суретте келтірілген. Капиллярлар жиынының
шектеріне арнайы түтікшелер арқылы аз ... ... май ... бар
көлденең түтік 7 жалғанған. Тамшы жағдайы мм ... ... ... бар ... ... ... ... келесі параметрлерге
ие болатын құрылғыда жүргізілген: ... ... ... 2,78 ... -90 мм, кран 5 ... диаметрі 10 мм-ге тең, кран диаметрі 8-6
мм, келтірілетін түтікше диаметрі 4-15 мм. Түгел құрылғы шыныдан ... ... ... ... үс;fps0елшеге бекітілген. Үстелше
көлденең негізгі екі аяқпен бекітілген және суреттен көрініп ... 3 ... ... бар. ... соңындағы тірек негізге
орнықтандырылған және арнайы құралға ... ... ... ... Серіппелер, сонымен қоса аяқтардың қатты қосылысы бароэффектті өлшеу
кезінде ... ... ... ығысуын болдыртпайды. Өлшеу басына
дейін түгел құрылғы ұзақ уақыт бойы ... ... ... ... микрометрдің көмегімен, монометрлік түтікшенің қатаң көлденеңдігіне
қол жеткізуге тырысады, яғни ашық кран 5 ... және ... кран 8 ... тепе-теңдігіне. Диффузиялық ұяшықта белгілі ... ... ... ... ... сандық жылдамдық жүйесі, бароэффект
шамасын өлшейтін құрылғы қосылады, яғни 5 кран жабылып, 8 кран ... ... ... ... ... ... ... тұрақты жылдамдықпен қозғалатын
сияқты, өйткені орташа сандық жылдамдықтың жүйесінде артық ... ... бар ... ... ... ... ... бұрышы сырғанау күштеуі қысым күшінен ... ... оның ... ... ... ... -болат үстелшенің бір шетінің көтерілуі (немесе түсу)
биіктігі;
m-тамшы массасы;
- ... ... ... ... ... ... көлбеу бұрышын өзгертетін микрометриялық винттің
осінен шариир өсіне дейінгі ара қашықтық
Әрбір температура өлшеу 3-5 рет ... ... май ... ... ... ... ұзақтығы (көлбеу бұрышының 3-5 есепке
алынуымен) 10-нан 14 сағатқа дейін ... ... тура ... ... Ол үшін ... ... 7
арнайы кесілген бөлігінде тәжірибеде болған майдың тамшысы енгізілген. ... ... ... ... ал оның ұзындығы есептеуіш түтікше
көмегімен өлшенген. Алынған мәліметтер ең аз квадраттар әдісімен ... ... ... оның ұзындығынан тәуелділігін байланыстыратын ... ... Одан ... ... ... ұзындығын өлшеп, осы
теңдеу бойынша (жұмыстың ... үшін осы ... ... ... құрылған) тамшы массасы табылады. 3-суретте иллюстрация үшін тамшы
массасының оның ... ... ... тәуелділік графигі
келтірілген.
3-сурет.Тамшы массасының ұзындықтан тәуелділік ... ... ... бөлшектерінің әртүрлі конструктивті
ерекшеліктері әсер етуі ... ... ... ... ... оның ... гидростатикалық қысымның мүмкін болу айырымы, мениск
температурасының мүмкін болу айырымынан майдың беттік тартылуының айырымы,
және т.б. ... ... ... ... ... ... ... үшін микроскоптың көмегімен нақтылап ... ... ... ... ... бар ... ... таңдайды.
Температуралық әсерлерден құтылу үшін тамшысы бар ... ... қоса ... ... газдың шығысы мен кірістері термостаттанған және
температура кезінде ұстап тұрылған ... ... ... ... ... компоненттер орындарымен алмастырылады, осы кезде көлбеу
бұрышының ... ... ... ... ... ... Бұл
түтікшенің ерекше конустығының куәсі болады. Сырғанау күштеуін тексеру үшін
қажет көлбеу бұрышы, тамшының түтікшеде 7 ... ... ... бұл
менисктердің беттік керілуінің айырмашылығы орын ... ... ... тәжірибелер сонымен бірге гидростатикалық қысымның мүмкін болу
айырымы жайлы күдікпен айырады. Үстелшенің ... ... 0,05 ... ... ... ... ... (m=25,52 мм және l=2,78 мм
болғанда)-5 минутта 2 бөлік 0,05 -ғы қысым
айырымына ... ... ... тамшының орын ауыстыру жылдамдығы көлбеу
бұрышының өзгеруінен тәуелсіз ... ... ... үстелшенің сол жақ
шетінің түсуі немесе көтерілуінен). Индикатордың қысым өзгеруін сезгіштігі
тамшы ... ... ... ... ... ең кіші ... ... сәйкес келеді, сондықтан біздің тәжірибемізде ... 1.16 мм тең, ал ... – 15.88 ... ... пен ... ... ... мен шығысының
арасында температуралық айырым құрылғандықтан, зерттелетін бинарлы ... ... ... ... ... ... ... ;
r-келтірілген түтікшелер радиусы, 2 мм-ге тең. .
Диффузиялық бароэффекттің газдардың әртүрлі ... үшін ... ... ИПЕ ... ... өлшегіш) қондырғысына
қосылған МБС-7 ... ... ... ... ... ... ... тіркегіш 0,006 mV бағалау бөлімі
бар ... ... ... ... табылады. Температураның
тербелістерінің әсерінен құтылу үшін, микромонометрдің мембраналары ауалық
термостатта орнатылған.
Электронды ... ... ... екі әдіспен жүзеге
асырылды: І-таза газ ағымын ... ... ... ... ... газдың шығу деңгейінің h әрбір белгілі жағдайына
-ның ... мәні ... ... ол ... ... ... -градуирлеу температурасы кезінде газ тығыздығы
g- ауырлық күшінің үдеуі
-ның тіркегіштің көрсеткішінен тәуелсілігін ... ... ... ... болатын (градуирлеу газ ретінде таза гелий
қолданылды) градуирлеудің екінші ... ... ... ... ... ... үшін ... атқаратын құрылғы
қосылды. Көлденең түтікшенің көлбеу бұрышын өзгертумен ... ... ... ... ... ... Градуирлеудің
бұл тәсілі әсерімен мембрананың иілуін тікелей өлшеуге рұқсат ... ... ... ... ... ... есепке алынған) 4-
суретте келтірілген. Градуирлеудің максимал қателігі 2%-тен аспайды.
4-сурет.Электронды микромонометрдің МБС -7 градуирлеу графигі.
Жоғарыда көрсетілген екі ... ... ... ... МБС-7 ... ... ... сәйкес келеді.
Бұл, көлденең түтікте силиконды май ... бар ... ... ... ... айтады.
Изотермиялық диффузия бароэффектісінің кинетикалық энергиясы
2.1.Диффузиялық бароэффектінің зерттелу әдісі
Өзара диффузиялық газдардың бароэффектісінің бар болуы Больцман және
Максвелл [1] кезеңінде ... ... ... ... екі ... каппиляр түбіне өте аз қысымның ... ... ... ... ... ... зерттеле басталды.
Ауада цилиндрлік капилляр арқылы судың ... ... ... және ... [2] сандық өлшемді диффузиялық бароэффектіні ойлап
шығарды.
Миллер және Кармен [3,4] тәжірибелерінде Лошмид ұяшығы қолданылды. ... ( және ... ) ... көп ... толтырылған екі шыны цилиндрден тұрады. ... ... ... ретінде аммоний хлорының түтіні алынды. Камераларды
біріктіргеннен кейін төменгі цилиндрде сутегі жылдам диффундиурленеді. ... ... ... ... ағын ... ... да, ... қоса
түтіннің бөлшегін жұтып алады. Түтін ... ... ... қоспасында ақиқат индикатор ретінде қызмет атқара алмайды және бөлшек
алмасуының жылдамдығы оның ... мен ... ... ... ... ... Тәжірибе шарттарында мүмкін болмайтын,
бөлшекті тұндыруда міндетті түрде түзетулер енгізу керек.
Газдардағы ... ... ... ... ... ... есебінде Маккарти және Масонмен бірге зерттелді [5].
Қысым төмендеуін тіркеу үшін ... рет ... ... бар ... ... ... маймен жағылған газдар диффузиясында
капилляр арқылы индикатор ауыр газдардан жеңілге қарасты ... ... ... ... ыдыстағы газ көлемінің жылдамдығы және әртүрлі
қысымдағы шамалары анықталады. Осыдан, ... ... ... ... және ... ... ... анықталды. Алынған
бірнеше тәжірибелер нәтижелерінің айырмашылығы және ... ... ... ... эффектісі әртүрлі. Алғаш рет ... ... ... ... өлшенді.
Зерттеу нәтижесінде Маккарти және Масон мынадай қорытынды жасады:
Даркеннің феноменологиялық ... ... ... ... қолданылмайды, ал қатаң кинетикалық теория қарастырып отырған
эффектіні ... ... ... ... ... ... және ... кинетикалық сипаттауда шексіз ортадағы диффузиялық ағын мәнін
қолданады, яғни газдардың өзара ... ... ... ... < 1 болғанда бұл әсер өте аз болады.
Диффузияланатын газ қоспаларында диффузиялардың ... ... ... ... байланысты. Теория жүзінде бұл
қозғалыс тәжірибедегі ... ... және ... ... ... ... нәтижесінен кейбір жағдайда өлшенген бөлшектің қозғалысы төменгі
қысым да жоғарғы қысым қозғалысының бағытына кері ... ... ... [6] ... мақсаты – капилляр арқылы өтетін диффузия кезінде
қысым төмендегенде ... ... ... ... ... ... ол ... маймен толтырылған (горизонталь иіннің
барлығы). Микроскоптың көмегімен есептеулер жүргізілді. ... ... ... ... ... жоқ деп ... екі ... температурада зерттеу жүргізілді.
Жұмыста диффузиялық бароэффекттің уақытқа тәуелділігі және оның
абсолют қысымына тәуелділігі ... ... ... ... ... сәйкес келмейді, себебі оның ... ... ... ... ... мен Шмид диффузиялық бароэффектіні
өлшегенде силиконды маймен толтырылған монометрді қолданды.
Суетин П.Е. ... топ ... ... ... ... ... үлес ... [7]. Диффузиялық бароэффектіні зертеуде жоғары
сезгіш ... ... ... ... Онда ... ... ... қоладан жасалған , диаметрі 64мм., қалыңдығы ... ... ... ... екі ... ... ... етеді.
Өлшеу кезінде қысымның төмендеу әсерінен мембраналардың ... ... ... сыйымдылығын өзгерте отырып, екінші өлшеуіш – ... ... ... ... ... ... үшін ... әртүрлі жазықтықта болуы, капилляр таяқша, камералардағы қысымды
теңестіру және ... бір ... ... ... ... алып тастау мақсатында камералар массивты орындалады
және барлық құрылғы аллюминдік жәшікте ... Ал, ол ... ... ... ... ... ... өлшеу әдістемесі [7] жұмыста келтірілген. Осы жерде бароэффектіні
бинарлық қоспа үшін ... ... ... ... және 20 С ... максималды мағынасы есептеулермен берілген. Осыдан
өзара диффузиялық коэффициенті өлшеулерден және тәжірибиелік ... ... ... ... және Р- ... ... мен қысымы.
Диффузиялық сырғанау кең диапазонды атмосфералық қысымнан
қысымға дейінгі бароэффект әдісімен зерттеуде газ ... ... ... келетін : алынды, бұдан ... ... ... ... ... ... және 100 ... қысымда
және одан аз кезде болады деген қорытынды шықты. Волобуев және ... ... ... кинетикалық теория әдісімен алынған бароэффекттің
максималды мәнінің ... ... ... ... ... қиын ... жатпайды және диффузия бароэффектісінің
шамасының капилляр ұзындығына тәуелсіз екені анықталды.
бинарлық қоспалары үшін масса және эффективтік ... ... және ... ... ... [9] ... ... өлшенген бірнеше бинарлық ... ... ... ... ... көрсетілген. Мұндай өлшемдерді атмосфералық
қысымда және жоғары қабырғалы ... ... ... ... ... әріптестері шекаралық эффектті инертті газдардың бөлінуі кезінде шыны
капилляр жинағында ... ... ... ... ... және
жоғары қысымдағы бароэффект шамасын өлшеді. Бірінші жуықтауда толық момент
әдісімен келесі иттерациалық мәндерінен ... ... ... зертелді.
Бұл зерттеулердің барлығы бөлме температурасында және ... ... ... ... Диффузиялық бароэффектіні өлшеуде мембрана ... ... ... екі жағындағы гидростатикалық қысымға түзету
енгізілгені немесе енгізілмегені түсініксіз болып қалады. Егерде мембарана
диаметрі d = 64 мм ... ... онда бұл ... ... ... ... ... мына формулаға экспериментальды тексеру жүргізді:
(2.2)
қоспалары үшін ... ... ... ... бөлме
температурасында жасалды. Бұл өлшеулер біздің ойымызша жартылай сандық
сипаттамаға ие. ... ... ... үшін ... [10] ... Мақсаты:Сырғанау диффузиясының біртексіз газ қоспасының
ағысына әсерін анықтау. ... ... ... рет ... Ф.В.Шмилдовский газдардың өзара диффузиясын саңылаудан өтуі кезінде
байқаған, ... ... ... жылдамдық компоненттерінің бірдей
еместігін, деп түсіндіре отырып, автор бұл эффект ауа ... ... ... ... ол ... ... ... ауадағы будың
серпімділігі мен байланыстыра алмады. Диффузиялық бароэффектінің техникада
қолданылуы Б.В.Дерягиннің ... ... ... үш ... ... ... ... ауысуына
ықпалын зерттеу Н.Д.Косов пен ... ... ... ... ... ауысу, молекулалық сияқты
қатарларға ие. Олар компонентті қоспаның, Тур [12] ... ... ... ... деп ... ... диффузиялық бароэффектінің концентрациялық
тәуелділігі [12] жұмыстарда көрсетілген.
Бароэффектінің эксперименталды мәні бинарлық қоспаның және
соңғы ... үшін ... ... ... ... ... дәл өлшенбеуінен деп ... -ның ... ... -ның қысымнан кері пропорционалдылығы 140-220
мм сынап бағанасы аралығында бақыланды. Бұл шамадан ... ... ... ... ... ... есептеуде, диффузиялық капиллярдағы айналмалы қиылысу
радиусы r пуазейлдік ағысында орынға ие болады деп ... Онда ... ... үшін ... ... ... теңдеуін
алуға болады.
(2.3)
Мұндағы, -қарастырылып отырған капилляр ағысындағы ... ... - i және n ... ... ... жұмыстан диффузиялық бароэффект үшін капиллярдағы концентрацияның
сызықтық таралу ұзындығы L арқылы ақиқат диффузия коэффициентінің өрнегі
алынды. Формулаларды эксперименталды ... ... ... ... өзара диффузия коэффициентін қолданып үшкомпонентті жүйеде қысымның
төмендеуінің есептеу өрнегі берілген.
Диффузиялық бароэффектіні ... ... ... ... және ... ... санақ жүйесіне және
әртүрлі термодинамикалық параметрлеріне тәуелділігі [15-17, ... ... ... бароэффектінің табиғаты
[28] жұмыста көрсетілгендей диффузиялық бароэффект ... ... ... бар. ... [3,4,5] ... ... бароэффектінің
туындауы болып диффузиялық ... ... ... Яғни, кері нәтижелі ағынды мынадай жылдамдықпен тудырады:
(2.4)
мұндағы, -бірінші және ... ... ... ... -жеңіл ... ... ... жұмыстарда диффузиялық бароэффект қатты денедегі Киркендалла
эффектісінің аналогі ... ... ... ... ... теория мен газдардың қатаң ... ... ... ... ... ... қозғалысымен және тамшы
жылдамдығы нөлге тең жағдайда анықталады.
(2.5)
мұндағы -капиллярдың қиылысу ауданы; -капиллярдың соңғы
компонентінің ... ... мына ... егер және , ... массаның компонентін аламыз.
[2.4] теңдеу өзара диффузияның мейерлік ... ... де, ... (2.6) ... ... ... ... эксперименталды мағынасымен қанағаттандырмайды,- деп есептейді,
және өте жылдам ... ... ... ... ... ... ... уақыт моментінде, яғни
болғанда, орташамассалық жылдамдықта нөлге тең. Бұл екі компоненттің
молекулярлық ағынының айырмашылығының бар екендігіне әкеп ... ... ... ... де көп зерттеушілер осы қағиданы
ұстанды. [2,8,9] ... ... ... ... ... ... ... Онда ортақ молекулалардың
ауысуы болмайды.
Тұйық диффузиялық аспаптарда, біруақытта концентрация мен қысым
градиенттері болатын және ... ... ... ... түрде жазылады :
(2.7)
мұндағы, және - бірінші, екінші сортты газдардың орташа
жылдамдығы.
[2.7] формуладан ... ... ... тығыздығы мынадай түрде
алынады:
(2.8)
(2.9)
мұндағы, - қоспа молекулаларының орташа массасы.
Егерде қоспаның диффузиялық сырғанауының жылдамдығы қабырғада нөлге
тең ... онда ... ағын ... ... ... ... ағынның жылдамдығы.
Квазистационарлы жағдайдағы шартты қолдана отырып және ... оның ... ... ... ... ... капилляр ұзындығы бойынша интегралдасақ, бароэффект
шамасына байланысты диффузиялық сырғанау коэффициентін ... ... ... ... аламыз:
(2.12)
мұндағы, - қоспаның капилляр ұзындығы бойынша орташаланған
тұтқырлық ... ... ... ... ... бойынша, капилляр соңында таза газдар ... яғни ... (1.12) ... мына ... ... теңдеуден алынатын диффузиялық бароэффект шамалары тәжірибеге
сәйкес келмейді және оларды екі есе ... ... ... кейбір
автор жұмыстарында [2,8,9,17,18] диффузиялық ... деп ... ... Гред ... ... жуықтауын қолдансақ,
сырғанау жылдамдығы мына түрде жазылады:
(2.14)
Мұндағы, - ... 1 ... ... ... ... бірінші мүшесі Максвелдің сырғанау ... Ал, ... екі ... – жылулық сырғанауды, ал соңғы үш мүшесі
қоспа градиентінің концентрациясы, қысымы және ... ... ... ... ... -тұрақты
термодиффузия, ал - Чепмен-Каулинг интегралының қатынасы (қатты сфера
моделі үшін )
Газдың гидродинамикалық ... ... ... мына ... жазуға
болады:
(2.15)
(2.15)теңдеуінің шешімі (2.14) теңдеудің шекаралық шарттарында
және ... да, мына ... ... А- (2.14) ... соңғы мүшесіндегі фигуралық жақшадағы
мәнге сәйкес келеді.
Орташамассалық жылдамдықтың анықтамасын ... ... әр ... ағын ... ... алынады:
(2.18)
мұндағы, ... ... ... ... ... [17] ... ... шығарды:
Алынған мағыналар капиллярдың соңының ... ... ... қысымының өзгеруінің эффективті талдау негізі қызметін атқарады.
Диффузиялық бароэффектінің шамасы капилляр арқылы ауысатын ... ... ағын ... тәуелді болады. Уақыт моментінде ... тең ... ... максималды дәрежеге ие болады.
Квазистоционарлы жағдайда (2.18) теңдеуден анықталатын ... ... ... қосындысы нолге тең болады.
Бароэффект шамасы үшін ... ... ... ... ... жолының молекуласының
эффективті ұзындығы.
(2.20) теңдеудегі -концентрацияға тәуелді күрделі ... ... ... ... ... [17] ... меншікті
жағдайында қарастырылған. Яғни, диффундирленетін газдар ... ... ... . ... ... ... енгізілген.
(2.21)
Теңдеуді интегралдағаннан кейін капилляр ұзындығы және оның ... ... бар деп ... ... ... ... есепке ала
отырып, бароэффект шамасына белгілі формуланы аламыз.
(2.22)
Диффундирленген газ ... ... ие ... және эффективті диаметрі
әртүрлі болады. Қатты сфера модулі үшін [17] келесі формула орындалады.
(2.23)
2.3.Диффузиялық ... ... ... ...... диффузияда зат өлшемі фиксерленген
ауданмен алмастырылып, градиент концентрациясына ... және ... ... ... компонентінің диффузиялық меншікті ағыны. -
салыстырмалы концентрация. диффузия ... ... ... және ... ... арасындағы пропорционалды коэффициенті
ретінде анықталады.
Диффузияның ... ... ... ... орташа массалық
жылдамдыққа қатысты, ... ... және ... ... ... пен
қандай да бір компоненттің диффузиялық жылдамдығы немесе ... ... ... мен ... ... ... ... Бұл жағдайда ағын
тығыздығы әртүрлі санақ жүйеде былай жазылады:
(2.25)
мұндағы, -қозғалмайтын санақ жүйесіне ... і ... ... ... ... ... ... басқаша айтқанда санақ жүйесіне қатысты сипаттаушы жылдамдық.
[19] жұмыста диффузиялық коэффициент шамасының санақ жүйедегі әсерін
талдасақ, бақыланатын ауданы ... ... ... да бір ... ... импульс, көлем, бөлшек саны) меншікті ағыны нөлдік
теңдеуімен ... да, мына ... ... ... ... физикалық қасиеті.
Егер, 0=1, (2.26) теңдеуден орташа сандық жылдамдықты аламыз:
(2.27)
Егер 0=m, (2.26) теңдеуден орташа массалық жылдамдықты аламыз:
(2.28)
Егер, 0=mc ... ... ... ... Ол таза ... сәйкес келеді және орташаимпульстік деп аталатын қоспа құрамы
бойынша молекуланың ... ... ... қозғалысына ғана шартты:
(2.29)
[19] жұмыста көрсетілгендей, толық анықталатын таңдап ... ... ... бағытталған шарттар және диффузиялық
коэффициенттер сәйкес келеді.
Егерде диффузия орташаимпульсті ... ... ... ... ағын импульс компоненттерінің бақыланатын аудан бойынша ... және ... ... екі ... да ... ... ... тең болады. Бұл
жағдайда бароэффект бақыланбайды. Меншікті ағын ... таза ... ... ... де, Фик ... ... -ақиқат диффузия коэффициенті.
Егер сипаттаушы жылдамдық орнына орташа ... ... ... онда меншікті ағын компоненті таза диффузиялық ағын (2.30) ... ... ... жылдамдықпен шартталатын
ағынының қосындысы ретінде алынады:
(2.31)
(1.24) ... Фик заңы ... , ... ағын ... ... - ... ... коэффициенті.
Сипаттаушы жылдамдықта, тең орташа массалық жылдамдық бойынша меншікті ағын
массасы былай анықталады:
(2.33)
Мұндағы, - ... ... ... ... және (2.33) ... көрсетілген меншікті ағын шамасының
компоненті таңдап алынған санақ жүйелерінде (орташаимпульстен ... ... ... ... қосындысын сипттайды. Сонымен қатар,
молекулалардың жылулық хаостық қозғалысын шарттардыратын және ... ... ... ауысуларды да сипаттайды.
Тәжірибеде санақ жүйесі ағын қосындысының нөлге тең бөлу теңдігімен
алынады:
(2.34)
Газдардағы өзіндік диффузия, ... ... ... ... сәйкес келген жағдайда, таза диффузиялық ағындар тең емес
болады.
(2.35)
Қорытындысында, диффузия мына ... ... ... ағын ... ... ... диффузия процесін талдай келе Максвелл мынадай тұжырымға
келген, яғни, ауысу молекулаларының жылулық, ретсіз қозғалысы ... ... және ... ... ... ... Өзінің монографиясында [1] Больцман фиксирленген аудан арқылы
қарама-қарсы бағытта диффундирленетін молекула ... ... ... ... ... мағынасы бойынша “қарама-қайшылықтың” пайда
болатынын көрсетті. Бұл ... ... ... ... ағын ... жылдамдықпен Мейермен шешілді.
Тұйық аспаптарда ақиқат түрде диффундиурлген газдың ... ... ... ... ағын ... ... газ үшін (2.37) ... былай жазылады:
(2.38)
Яғни, орташа көлемдік санақ жүйесі орташа сандық ... ... ...... ... ... диффузиялық ұяшықта әртүрлі
интенсивтілігі бар компенсацияланған ағынды және де ... ... ... ... ... орташа импульстік санақ жүйесі алынды:
(2.39)
және диффузия коэффициентінің 14 жұбы бар ... ... ... ... ... өлшенді.
Кеңінен таралған санақ жүйелерінің біріне центра массалық санақ жүйесі
жатады. Онда меншікті ағынның масса компоненттерінің ... тең ... ... ... жүйесінде өлшенген диффузия коэффициенті центро масс
санақ жүйедегі диффузия коэффициенті деп ... Бұл ... ... (мысалы, екіколбалы) ағынның массалық компоненттерінің ... ... ... ... ... ... ағын ... қысым айырырымының (бароэффект)
диффундирленген газдарда түсіру жолымен анықталады.
Диффузиялық бароэффект шамасы ... ағын ... газ ... ... ... ... гидродинамикалық
кедергі шамаларына да тәуелді. Диффузиялық бароэффектке ... ... ағын ... көп жағдайда, Пуазейль
ағысының ... ... және ... ... және концентрацияға аз тәуелді ... ... ... ... ... онда біз ... санақ
жүйесіндегі диффузиялық бароэффект шамасына байланысты формула аламыз.
Осыған байланысты, егерде құралмен бірге орташакөлемдік санақ жүйесін
біріктіретін ... онда ... ... ... ... ... бірдей болады. Бұл жағдайда меншікті
массалар ... және ... ... ... ... ... ... болады.
Егерде диффузия қатаң изобаралық шарттарда жүзеге асса, онда меншікті
ағынның импульс компоненттерінің ... ... ... ... ... ... ... бірақ сандық бөлшектің меншікті ағыны мен компонент
массалары әртүрлі болады. Бұл жағдайда бароэффект қарастырылмайды.
[14-16] ... ... ... ... ... ... жүйесін біріктіретін болсақ, онда ... ... ... ... ... ағын ... жүре бастайды,
бірақ молекулалардың меншікті ағынының саны және диффундирленген газдардың
импульсі ... ... ... ... импульстік санақ жүйедегі
бароэффектке қарама-қарсы ... ... ... ... ... ... жеңіл газдар жағынан).
Осыған орай, диффузиялық бароэффект, орташаимпульстік санақ жүйесінен
басқа барлық санақ жүйелерінде пайда болады. Шама және оның ... ... ... ... және диффундирленген газдар облысының арасындағы
гидродинамикалық кедергісінің шамасына тәуелді.
2.4 ... ... ... ... өзара диффузия Стефан-Максвелл және Чепмен-Энскийдің
кинетикалық теориясындағы сияқты, феноменологиялық теорияда да ... емес ... бір ғана ... яғни ... ... ... ... диффузияның сипаты әртүрлі
шарттардағы ... ... ... бермейді. Өзара диффузия
коэффициенті компонентерінің молекуласы ... ... ... ... ... ... макроскопиялық ауысу қозғалысының массалық ауысуының
қосындысын сипаттайды.
Ең алғаш рет, газдардағы ... ... ... ... ... жолының ұзындығының консепциясына негізделе отырып, 1859
жылы Дж. К. ... ... ... Бұл ... ең ... ... ... берілген. Оның дамуында Мейер және Джинс көп үлестерін
қосты. Максвелл-Больцман теориясының негізгі ... тек қана ... ... шартталған, молекула санының ағынының фиксирленген
аудан арқылы анықталуымен аяқталады. Осыған орай ... ... ... ... мына ... ... ... компонент молекуласының еркін жолының ұзындығы.
- молекуланың жылулық қозғалысының орташа жылдамдығы.
Фиктің бірінші заңы бойынша ол мынаған тең:
(2.42)
(2.41) және (2.42) ... ... ... онда мына ... ... ... ... молекулалардың еркін жүзу
ұзындығының және ... ... ... ... коэффициенті үшін
жазылған белгілі Больцман теңдеуін аламыз
(2.44)
Осыдан, бірінші газдың диффузия коэффициенті анықталады:
(2.45)
(2.44), (2.45) – ... - ... және ... ... ... және эффективті диаметрлері сәйкес. -
соқтығысу кезіндегі әртүрлі молекулалардың ... ... ... ... қате қорытындыларға әкеліп соқтырады, деп
қатаң сынға алынды. Чепмен ... ... ... ... қолдауға негізделген “қателік” қорытынды анализін шығарды.
Жылуалмасу және жану проблемалық лабораториясының және ... ... ... ... Университетінің теплофизика және
молекулалық физика кафедрасының қызметкерлерінің ... ... ... ... салыстырумен қорытындылаған, Больцман теориясының
дәлелсіз сыны көрсетілді. Бұл ... ... ... және ... диффузия коэффициентінің дәлелсіз
ауысуына байланысты . Екіншіден, ... ... ... ... болды. Мейердің (2.6)-шы интегралдық формуласы
[28,29] жұмыстарында көрсетілген тәжірибиемен сәйкес ... ... және ... ... ... айырмашылығын көрсететін болсақ, бірінші коэффициенттерді шынайы
диффузия коэффициенттері деп ... ... ... ... моделі үшін негізделген.
Яғни, молекулалардың ... ... ... ... басқа потенциалдардың
өзара әсерлесуіне маңызды мағынаға ие болмайды. Ал, егерде еркін жүруінің
ұзындығының ... ... ... ... ... онда ... (немесе шынайы ) диффузия
коэффициенттері мына ... ... ... мен тәжірибені салыстыратын болсақ, теорияда тасымалдау локалды
сипаттамасы жүргізіледі де, ал ... ... ... ... Осыдан, [28] жұмыста Максвелл-Больцман теориясының
есептеулері мен 8 бинарлы жүйе үшін ... ... ... ... ... изотермиялық диффузияны байқай отырып, Косов әртүрлі
санақ жүйесіндегі диффузиялық бароэффектіге толық анализ берді. Ал ... ... ... ... өзінің диффузия коэффициенттері меншікті
екенін көрсетті.
Санақ жүйедегі жылдамдығына сәйкесті ... ағын мына ... ... жылдамдықтағы санақ жүйесі үшін (2.48) формула былай
жазылады:
(2.49)
Әртүрлі санақ жүйесінде анықталған диффузия ... ... ... және “b” жүйесінде) мынадай:
(2.50)
тензоры бірге тең болмағандықтан, әртүрлі санақ жүйедегі
диффузия коэффициенті де ... ... ... тұйық қондырғыда капиллярдың қондырғыда капиллярдың
көлдене қимасы арқылы компоненттердің ... ... ... ... тең ... сипатталады, яғни, диффузия
орташа сандық сипаттаушы жылдамдықпен моделденеді. Берілген жағдайда ... ... ... және ... ... шарттарының
арасында сәйкеспеушілік байқалады, ... ... ... ... ... отырып молекула санының ағын тығыздығын шынайы
диффузия коэффициенті мен ... ... - ... ... ... ... қосындысының нөлге тең болу шартын қоятын
болсақ (2.4) – теңдеумен анықталған гидродинамикалық тасымалдау жылдамдығын
түзетулер арқылы, - ны ... ... ... ... интегралдасақ, бароэффект шамасын аламыз:
(2.53)
(2.53) теңдеудегі шынайы коэффициенттер ... ... ... ... Теориялық есептеулерді концентрацияға
тәуелділігі аз. Өзара диффузия ... ... ... ... ... ... [18] мына ... берілген:
(2.54)
(2.54) қатынасын қолдана отырып және (1.52) теңдеуді интегралдау ... ... ... ... ... ... ... аламыз:
(2.55)
және шарттарын түрлендірсек, мына теңдеуді аламыз:
(2.56)
(2.56) –теңдеу басқа авторлардың сырғанау ... ... ... ... келеді.
(2.55) және (2.56) теңдеулерден газы ауыр жағының қысымы газы жеңілге
қарағанда ... ... ... ... Бұл ... ... ... туындайды. Орташа импульстік сипатталатын жылдамдық үшін өзіндік
диффузия ағынының ... ... ... ... ... ... туралау үшін, міндетті түрде ауыр газ жағының
қысымын үлкейту керек.
Егерде капиллярдағы компоненттердің ... ... ... ... онда осы ... ... ... масс санақ жүйесінде
бароэффект деп аталатын, капиллярдың соңындағы қысым өзгерісі ... ... ... ағын ... ... олардың қосындысының нөлге тең болғандағы шартын қоятын
болсақ, онда мына теңдікті табамыз:
(2.59)
Өзара диффузия ... ... ... онда ... ... ... аламыз:
(2.60)
Осы теңдеуді интегралдаймыз, сонда:
(2.61)
Мына шарттарда , болғанда, (2.61) теңдеу оңайлатылып мына ... және (2.62) ... ... ... теңестіру тұйық диффузиялық
құрылғыларда міндетті түрде жеңіл газ ... ... ... ... ... ... алынатын диффузиялық бароэффект кәдімгі теңдеуге тең, бірақ
таңбалары қарама-қарсы алынған. (2.61,2.62) теңдеулерде ... масс ... ... ... есептелуі тәжірибеде тіркелген жоқ.
Диффузиялық бароэффектіні әртүрлі жағдайда тек қана орташакөлемдік жүйеде
және бөлме температурасы үшін ғана ... ... ... ... ... ... теориясы газдардың молекулалық сипаттамасы
арқылы тасымалданып ... ... ... ... ... ... көрінісі газдардағы диффузия сияқты
құбылыстардың мағынасын ашу үшін ... ... ... ... ... ... беретін екі тізбектелген соқтығысу арасындағы
орташа ... ... ... ... ... Қатты шарлардың
моделінде эффективті соқтығысу қимасы молекула жылдамдығына тәуелді
болмайды. ... ... ... ... ... қимасы газ
бөлшектерінің жылдамдығына тәуелді болады, ал ... ... ... ... ... анықтайды және газ бөлшектерінің
ретсіз қозғалысының салдарынан олардың жылдамдығы әртүрлі ... ... ... ... ... ... ... дұрыс анықтау үшін, олардың әртүрлі жылдамдықтарын орташалау
қолданылады.
Бірдей ... ... ... ... ... ... ... үшін пайда болатын бөлшектердің жылдамдық ... ... ... Максвелл бойынша алынған.
Сұйытылған газдарда газ ... ... ... ... ... табылады. Егерде молекуланың соқтығысуын елемеуге болатын
болса, онда ... газ ... ... ... берер еді. Осындай
процестерді сипаттайтын кинетикалық теңдеулер қарапайым теңдеулер болып
табылады.
Газ молекулаларының ... ... ... ... ... элементінде бөлшек санының өзгерісі бөлшектің осындай көлемдік
шекарадан өту салдарынан туындайды. Сонда үзіліссіздік теңдеуі [21] ... ... - і ... ... ... ... бөлшектеріне сыртқы әсер етуші күш.
Реалды газдарды молекулалар арасында өзара әсерлер туындайды. Больцман
кинетикалық ... ... ... өзара әсерлесуіне
негізделді. Соқтығысуды есепке алсақ (2.63) теңдеуді ... ... ... ... ... ... болудан қалады. Осыған
байланысты (2.63) теңдеуі мына түрде жазылады:
(2.64)
Теңдіктің оң жағы жылдамдықтың таралу функциясының өзгерісін анықтайды
да, оны ... ... деп ... Ал, (2.64) теңдеу кинетикалық
теңдеу деп аталады. Кинетикалық ... ... ... ... ... ... мағынаға ие болады.
Соқтығысу интегралында функциясын анықтайтын молекулалардың
өзара әсерлесу заңының қиындықтарын ескерсек, ... ... ... ... ... жазылмайды. Осыған байланысты, ... ... ... ... ... есептелінеді. Мұндай әдісті
бір атомды газдар үшін ... ... ... концентрация
градиенті, температура, қысым болғандықтан, молекуланың жылдамдық бойынша
таралу функциясы Максвеллдікінен ерекшеленеді. Оны ... ... ... ... болады.
Кинетикалық теориямен келісетін болсақ, тығыздық ағын векторының ... ... ... ... ... ... теңдеуінің
шешімі болып табылады
(2.65)
мұндағы,
сортты молекуланың орташа жылулық жылдамдығы;
ішкі күштер
өзара диффузия және термодиффузия коэффициенті.
(2.65) теңдеудегі ағын массасы мынадай ... ... ... ... кинетикалық теориядағы сияқты, концентрация
градиентінен;
- айналатын газдарда молекулаға әсер ... ... ... ... қысым градиентінен;
- сыртқы күштер; ... ... ... әсерінен электрлік
зарядталған бөлшектердің оралған газдарда тасымалдануы;
- термодиффузияның ... әкеп ... ... коэффициентін тәжірибиелік түрде анықтау үшін, өзге күштердің
әсерінсіз диффузиялық қозудың бірінші шаралары қолданылды, яғни ... ... мен ... ие болады.
Массаларымен тез ерекшеленетін, ... ... ... Барлық бөлшектердің ілгерілмелі қозғалысының орташа жылулық
энергиясы бірдей болғандықтан, ауыр молекулалардың орташа жылдамдығы жеңіл
молекулалардың ... ... аз және оны жуық ... деп ... ... ... бөлшектердің ауыр бөлшектермен
соқтығысу кезінде соңғысын қозғалмайтын деп ... ... ... жылдамдығы өзінің абсолютті шамасында өзгеріссіз қалады да,
бағытын өзгертеді.
Қоспада ... ... ... аз ... ... олардың
молекулаларының соқтығысуы бір-бірінен біршама сирек және ... тек қана ауыр ... ғана ... деп ... Оң жақ ... ... интегралының қосындысы болатын, еркін
газдың қоспасы үшін әрбір компонентке ... ... ... ... ... құрылу қажет.
Бародиффузия мен термодиффузияларды және де ішкі өрістің ... онда (2.65) ... ... ... ... ... ...
-компоненттің салыстырмалы концентрациясы.
Зертханалық координат жүйесінде компоненттің толық жылдамдығы:
(2.67)
- капиллярдағы қоспаның орташамассалық жылдамдығы.
V- компоненттің диффузиялық жылдамдығы.
Компоненттің ... ... мына ... ... ... яғни ... ... ағыны капиллярдың еркін қимасы
арқылы нөлге тең болғанда, онда ... ... ... ... орташа массалық санақ жүйесі алынады.
(2.69)
Гидродинамикалық ағынның бар болуы, Навье-Стокс ... ... ... ... ... ... шарттарда қозғалмайтын капилляр қабырғасында диффузиялық
сырғанау коэффициенті нөлге тең, ал орташамассалық ағын ... ... ... және ... мәліметтер Кнудсен санының өте кіші
мәндері кезінде газ өзін жалпы орта сияқты көрсететініне куә
болады, ... ... ... ... ... ... жалпы
орталық газдың динамика теңдеулерімен пайдалануға болады, ... сол ... ... ... ... ... деп ... түзету енгізген
жөн.
Қабырғалардың тасымалдау процесіне әсерін есепке алудың екі ... ... бар. ... өте жақсы дамыған әдіс, Больцман теңдеуінен
табылатын таралу функциясы үшін ... ... ... ... ... ... ... оны бетпен жектеуі бар
ықпал ету, таралу функциясы үшін шекаралық ... ... ... ... ... ... мұндай жуықтау сырғанау коэффициенттерінің ... ол ... ... ... жылдамдығын. Екінші
кинетикалық теңдеудің өзіндегі ... ... ... ... Сәйкес шарттарды орнықтыру үшін, бөлшектердің қатты дене ... ... ... ... ... қарастырған жөн. Бетке
толық “жабысудың” орнына, сиретілген газ оның маңында ең аз ... ... ... яғни бетте газдың сырғанауы болады. Бұл сырғанаудың
жылдамдығы газ ағынының орташа массалық жылдамдығына тең ... ... ... ие ... ... ... ... жылдамдығының жанама құраушысы;
-сырғанау коэффициенті.
Бұл жылдамдық қабырғаның өзіндегі газдың нақты жылдамдығы емес, ал ол
қабырғалы ... ... ... ... ... табылады
Коэффициент ұзындық өлшеміне ие және шама ... ... ... ... ... келеді. Сырғанау жылдамдығы
осыдан бірінші реттілікті шама болып табылады.
Диффузиялық сырғанау коэффициентін ... үшін ... ... ... таралу функциясы үшін кинетикалық теңдеуді шешу қажет.
Бұл ... ... ... ... есепке алынуы қажет,
сондықтан олардың шашырауы қандай ... ... білу ... Қабырғада
қоспаның орташа массалық жылдамдықтың жуықтаған мәні, молекуланың
қабырғадан еркін ... ... ... ... ... ... х-компонетінің сақталу шартынан алынуы мүмкін. Жалпы
жағдайда диффузиялық сырғанау жылдамдығы [9] жұмыста алынған
(2.72)
мұнда
- қысымның ... ... (1.70) ... ... ... ... ... сырғанауды
есепке ала, келесі түрге ие болады
(2.73)
(2.69) теңдеуге сәйкес, стационарлы күйде, капилляр арқылы толық ағын ... ... ... ... ... диффузиялық тасымалдануы
қоспаның тұтқыр тасымалдануымен компенсирленеді. Осы кезде келесі қатынас
орындалады ... ... ... негізделген түзету.
-диффузиялық сырғанау жылдамдығы.
Стационарлы жағдайда қысымдардың айырмасының мәні [8] ... ... (1.74) ... ... ... ... диффузия коэффициенті
-газ қоспасының тұтқырлығы.
k-кішкене түзету
S –капилляр қимасы
- молекулалар массасы.
жеке жағдайда, молекулалар массасы жақын болғанда,термодиффузиялық
тұрақтының шамасына жақын.
[5] ... ... ... ... шешу ... ... үшін шекаралық шарттарды берілгенімен каналдардағы идеал
газдардың бинарлы ... ... үшін оның ... ... ... ... үшін сыртқы өріс жоқ ... ... ұзын ... бинарлы қоспаның жалпыланған ағымдары үшін келесі
өрнектерге келеді (ұзын канал деп оның ұзыедығынан өте аз ... ... ... орташа көлемдік жылдамдығы
(2.76)
Қысымның өзгеруінің квазисиационарлы шамасы, деп ... ... оңай ... -қоспаның ағынының жылдамдығы
-диффузиялық сырғанау коэффициенті
А- канал геометриясына байланысты тұрақты дөңгелек
капилляр үшін ал ... ... ... ... ... тұтқырлық коэффициентінен орташа мәні.
(2.77) теңдеуін интегралдасақ диффузиялық сырғанауды есепке ала ... ... ... теңдеу экспериментті ... ... ... коэффициентін анықтауда жазылады.
3.Дөңгелек цилиндрлік капиллярда диффузиялық бароэффектті зерттеу
3.1. ... масс ... ... диффузиялық бароэффектіні зерттеу
Бароэффектіні талдау кезінде маңызды болып “тұрақты” есеп беру ... ... ... ... ... [20] жұмыста бароэффект,
сипаттамалық ... пен ... ... ... тән ... ... ... ғана пайда болатыны ... ... ... ... ... жақтарға диффундирлейтін газдың
бірдей көлемі өтеді. Сонымен, мұнда қондырғымен бірге ... ... ... ... ... ... ... идеалды деп
санауға болады, сонда қарама-қарсы жақтарға молекулалардың бірдей саны
тасымалданатын болады, яғни есеп беру ... ... ... ... жағдайда массаның меншікті ... мен ... ... ... ... ... ... және ереже сияқты
ауыр газы бар көлемдегі ... өте ... ... масс ... ... ... асырған кезде компоненталардың
массаларының ... ... ... ... ... ... санының
меншікті ағындары мен ... ... ... ... ... пайда болуына әкеледі. Бірақ бұл жағдайда, жеңіл газ жағынан
ереже сияқты, қысым артық ... ... ... салыстырғанда),яғни
масса центрінің жүйесіндегі бароэффект қарсы таңбаға ие болады. Біріншіден
мұнда Ньютонның ІІ заңы ... ... ... ... мүмкін.
Шынында, егер берілген физикалық шаманың ағындарын түзету болып жатса, ... онда ... ... меншікті ағындары бірдей болмайды.
Центро масс санақ жүйесінде компоненталар массасының меншікті ағындары
түзетіледі, бірақ бароэффектің шығуына апаратын, ... және ... ... ... ... біз ... түзету жайлы айтқанда, капиллярдың қимасы
бойынша “орташада” түзету жайында айтқанбыз. Мұнда, Лошмид ... ... ... ... ... ... ... сияқты,
сондай реттілікті дәлдік емес.
Біздің зерттеулер атмосфералық қысым кезінде, ... саны ... ... ... ... ... сырғанаудың әсері
есепке алынбады.
Стационарлы –ағымдық әдістің қондырғысында масса центрінің жүйесінде
молярлық массаларымен жылдам ... ... ... ... ... ... әртүрлі қосындылы аудандары бар капииллярлардың
екі жиындарының көмегімен жүргізілді. Экспериментті жүргізу методикасы [15]-
де жазылған. Жеңіл ... ... ... ұяшықтағы гидростатикалық
қысымды өзгертіп, компоненттерді капилляр арқылы диффундирлейтін массалық
ағымдарды түзетуді аламыз. Осы ... ... ... ... ... ... орташа көлемдік жылдамдықтар жүйесіндегідей,
электронды сыйымдылықты дифференциалды микромонометр МБС-7-мен жүргізілді.
Төменде ... ... масс ... ... ... ... ... Кестенің бірінші колонасында тәжірибе
температурасы, ... ... ... ... ... ... ... есепке алған,
Л.Больцманның ... ... ... ... ... ... ... бароэффекттің есептелген мәндері, төртінші мен
бесіншіде-диффузиялық ұяшықтағы массалық ағындарды түзету үшін ... ... ... ... ... ... диффузиялық жиынының нөмірі.
3.1 кесте
Атмосфералық қысыммен келтірілген центра масс санақ жүйесіндегі диффузиялық
бароэффекттінің шамасы
| |Т |P( дн см) | | |N ... |
| | ... ... | | | |
| |1 |2 |3 |4 |5 |6 |
| ... |
|1 |291.2 |2.30 |2.16 |0.185 |0.0144 |1 |
|2 |295.3 |2.52 |2.33 |0.150 |0.0106 |2 |
|3 |313.6 |2.72 |2.58 |0.193 |0.0154 |1 |
|4 |334.6 |3.15 |2.99 |0.199 |0.0161 |1 |
|5 |361.5 |3.96 |2.79 |0.170 |0.0127 |2 |
|6 |365.3 |3.84 |3.61 |0.208 |0.0173 |1 |
|7 |406.2 |5.30 |4.98 |0.181 |0.0139 |2 |
|8 |476.5 |7.60 |7.27 |0.201 |0.0164 |2 |
|9 |520.8 |8.95 |8.70 |0.211 |0.0178 |2 ... |555.4 |10.70 |10.20 |0.219 |0.0189 |2 ... |605.0 |12.80 |12.04 |0.230 |0.0206 |2 ... |651.0 |14.70 |14.16 |0.241 |0.0224 |2 ... |680.0 |16.20 |15.42 |0.246 |0.0233 |2 ... |718.3 |18.40 |17.25 |0.253 |0.0246 |2 ... |772.4 |21.00 |20.07 |0.262 |0.0263 |2 ... |821.0 |24.00 |22.40 |0.269 |0.0277 |2 |
| ... |
|1 |290.2 |1.44 |1.36 |0.164 |0.0109 |1 |
|2 |295.3 |1.60 |1.48 |0.130 |0.0078 |2 |
|3 |308.5 |1.70 |1.58 |0.166 |0.0111 |1 |
|4 |328.2 |1.98 |2.86 |0.174 |0.0119 |1 |
|5 |339.0 |2.20 |2.09 |0.145 |0.0092 |2 |
|6 |345.4 |2.23 |2.10 |0.178 |0.0123 |1 |
|7 |365.0 |2.58 |2.42 |0.185 |0.0131 |1 |
|8 |380.6 |3.06 |2.93 |0.160 |0.0105 |2 |
|9 |410.1 |3.50 |3.35 |0.164 |0.0109 |2 ... |447.6 |5.15 |4.86 |0.181 |0.0126 |2 ... |512.2 |6.00 |5.58 |0.185 |0.0131 |2 ... |561.2 |7.60 |7.07 |0.196 |0.0143 |2 ... |600.4 |8.90 |8.34 |0.206 |0.0155 |2 ... |637.6 |10.30 |10.64 |0.213 |0.0164 |2 ... |703.2 |13.20 |13.30 |0.226 |0.0181 |2 ... |748.4 |15.20 |15.13 |0.232 |0.0190 |2 ... |820.0 |19.10 |19.68 |0.243 |0.0207 |2 ... масс ... ... ... теориялық шамасын есептеу
үшін компоненттердің салыстырмалы концентрацияларын және ... ... ... және ... тұтқырлық коэффициентін білу
қажет. Диффундирлеушігаздардың салыстырмалы концентрациялары, сонымен ... ... ... ... біздің қондырғыда, бароэффекті өлшеу
шарттары кезінде өлшенген, ал қоспаның тұтқырлық коэффициенті ... үшін (2.61) ... ... ... ... ... ... көрсетейік:,бинарлы қоспа үшін 12 кестеден көрінетіндей,
=0,2300, =0,0206, мұнда . Тәжірибенің температурасына идеал
газ теңдеуі ... ... ... қоспаның көлемдік
жылдамдығы, , ... ... ... .
,,мәндерін жоғарыдағы формулаға қойып, аламыз:
Осы температура кезіндегі бароэффекттің ... мәні 12,8 -қа ... (5% ... ... газ, гелий-азот жүйелері.
бинарлы қоспаның бароэффектісін зерттеу бірінші жиынмен 291,2-
365,3 К ... ... ... 4 ... түсірілген, ал
екіншісімен-295,3-821,8 К температуралар интервалында жүргізіліп, 12 нүкте
түсірілген. ... ... ... ... шегінде сәйкес келеді.
Бароэффекттің өлшенген мәнінің есептелгеннен ауытқуы ең азы -2,8%, ең ... ... ... 5,2% ... ... үшін ... ... өлшеу бірінші жиынмен 290,2-
365,0 К температуралар интервалында жүргізіліп, 5 ... ал ... К ... ... ... және 12 ... ... өлшеу нәтижелері сәйкес ... ... ... ... ... ең азы -4,2%, ең ... 6,2% ... ... ... ... қоспаның барлығы центро масс ... ... ... ... ... тәуелділігі, логарифмдік
координаталарда келесі түрге ие болатын, дәрежелік заңмен сипатталады:
(3.1)
3.2. кестеде, эксперименттік мәліметтерден ең аз ... ... n және в ... ... ... масс санақ жүйесіндегі бароэффекттің температуралық тәуелділігінің
формуласының тұрақтыларының мәндері
|п/п |Газ ... |n |B |
|1 | |2,205 |5,035 |
|2 | |2,422 |5,777 ... ... масс ... жүйесінде молярлық массаларымен жылдам
ерекшелінетін бинарлы қоспалар үшін сондай-ақ диффузиялық бароэффект пайда
болатынын көрсетті, ал ... ... ... ... шегінде)
орташа көлемдік санақ жүйесіндегі бароэффектке тең, бірақ ... ... масс ... жүйесіндегі бароэффект жеңіл ... ... ... Оның ... ... өскен сайын көрсеткіштік
заң бойынша өседі және ... ... ... ... ... көрсетілгендей осы кездерде жоғары,
орташа ауытқу 4-6% құрайды, бұл қоспаның ... ... ... және ... диффузия коэффициентін өлшеудегі
салыстырмалы үлкен ... ... масс ... ... ... ... ... тәуелділігі, өзара диффузия және тұтқырлық коэффициенттерінің
бірінші жуықтауында температурадан көрсеткіштік тәуелділікпен түсіндіріледі
(аналогты, ... ... ... ... ... ... тәуелділігі).
4.Жазық параллель саңылаудағы изотермиялық диффузиялық бароэффектіні
зерттеу
4.1.Центра масс санақ жүйесіндегі бинарлық қоспалардағы диффузиялық
бароэффектіні ... ... ... ... және тепе-тең емес
термодинамика концепцияларына негізделген ... ... ... ... ... жазық параллель саңылаудағы диффузиялық бароэффектіні
анықтауға ... ... Егер ... ... ... ... теңдігін қамтамасыз етсек, яғни ... ... 0-ге ... (ал ... сан ... 0-ден өзгеше), онда
бұл күйге капиллярдың ... ... масс ... бароэффект деп
аталатын қысымның айырымы сәйкес келеді. Берілген ... ... ... газ ... ... яғни ... масс жүйесіндегі бароэффект орташа
көлем жылдамдығы жүйесіндегі бароэффектіге қарама-қарсы таңбаға ие ... бір ... ... ... ... теңестіргенде басқа
шамалардың меншікті ағындары тең ... ... ... ... ... ... -центра масс ... ... ... ... газдардың ... ... ... ... ... ... ... 0-ге тең шартын қолданып, келесіні
табамыз:
(4.2)
Егер көлемдер тікбұрышты қима ... 0-мен ... ... ... гидродинамикалық ағынды ... ... ... ... ... қысым айырымын табу үшін теңдеу [45]:
(4.3)
мұндағы -өзара диффузия коэффициенті; -І газдың салыстырмалы
концентрациялары, -ұзындығы және қимасы бойынша орташаланған ... ... ... шамасы. Центра масс санақ жүйесіндегі
жазық ... ... ... ... ... ... ... [14,22,23] эксперименттік
қондырғыда жүзеге асты. ... бір ... ... ... Бір
интерферометрде екі жарты метрлік кюветалар орналастырылған, талдау ... бір ... ... ... ... ... жалғанған. Барлық
кюветалар термостатталған. Әрбір камераның герметикалықтылығы ... ... ... ... ... жалғанып, 30-40 минут бойы
форвакуумдық насоспен ауа сорылды. Бұл жағдайда интерференциялық ... ... ... ... ... кейін жалпы тізбектегі камераның біреуі винттік
қысуыштар көмегімен жабылады, ал ... ... ... сорылады. Егер
камераларда ағу болса, бұл жазық параллель ... ... ... ... ... онда ... бейне ығысады.
Интерферометрде екі кюветаның тізбектей орналасуы ... ... ... ... ... бұл ... ... ығыстыру әдісімен үлгіленеді. Осындай газ ретінде гелий алынды.
Зерттелетін газдардың көлемдік жылдамдығын өлшеу үшін және ... ... ... бақылауын жүргізу үшін термостатикалық ваннаның
алдыңғы және артқы панельдерінде ... ... бар. ... және ... ... ... ортаңғы панельдегі шкаланың
көрсетуі артқы панельдегі шкаланың белгілі бөлігімен сәйкестендіріледі.
Мысалы, көлемдік ... ... ... гелиймен ығыстыру
әдісімен үлгіленген 28,5-34,5 сәйкес келеді
.Төменде 4.1-кестесінде мольдік массаларымен айқын ажыратылатын бинарлық
қоспалардың центро масс ... ... ... өлшеу нәтижелері
келтірілген.Бірінші бағанада тәжірибие температуралары,екінші және үшінші
бағаналарда ... ... ... ағынды теңестіру үшін қажетті
диффундирленетін компоненталардың ... ... ... ... ... ... ... ұштарындағы концентрациялар ескерілген ... ... ... ... (4.3) формуласымен есептелген бароэффект
мәндері ... ... газ ... қоспасының бароэффектісін зерттеу температурасының 300.4-
1160.4 К аралығында жүргізілді және 16 нүкте алынды. ... ... ... ең аз ... 1,8%, ал ең ауытқу-9,5%,
орташа ауытқу-5,6% екенін көрсетеді.
бинарлық қоспасының бароэффектісін зерттеу температураның 301.9-
1170.4 К ... ... және 17 ... ... ... шамасымен есептелген шамаларымен салыстыру ең аз ауытқу
4,5%, ал ең ... ... ... ... ... масс жүйесінде жазық параллель саңылауда диффузиялық
бароэффектіні тәжірибелік зерттеу ... ... ... ... ... жүйесінде бароэффект ... ... ... ... кесте
Центро масс санақ жүйесіндегі қалыпты атмосфералық қысымға келтірілген
жазық параллель саңылаудағы мольдік массалары ... ... ... қоспаларының өлшенген және есептелген диффузиялық бароэффект
мәндері
|T,K |C | | |
| | | ... ... |
|1 |2 |3 |4 |5 ... аргон жүйесі ... |0.1300 |0.0086 |4.60 |4.89 ... |0.1420 |0.0095 |6.64 |7.12 ... |0.1542 |0.0109 |9.08 |9.68 ... |0.1660 |0.0121 |11.96 |12.74 ... |0.1780 |0.0134 |15.30 |16.38 ... |0.1902 |0.0148 |18.90 |20.69 ... |0.2024 |0.0164 |24.80 |24.34 ... |0.2132 |0.0179 |28.40 |29.14 ... |0.2243 |0.0195 |33.90 |35.16 ... |0.2352 |0.0214 |38.40 |40.78 ... |0.2474 |0.0232 |42.94 |45.28 ... |0.2584 |0.0254 |53.70 |51.72 ... |0.2696 |0.0276 |60.40 |57.57 ... |0.2785 |0.0296 |67.30 |64.17 ... |0.2887 |0.0319 |76.30 |71.27 ... |0.3180 |0.0402 |101.02 |93.88 ... ... газ ... ... |0.1200 |0.0069 |3.40 |3.13 ... |0.1296 |0.0078 |4.90 |4.57 ... |0.1392 |0.0086 |5.96 |6.38 ... |0.1495 |0.1095 |9.02 |8.61 ... |0.1590 |0.0104 |12.40 |11.21 ... |0.1680 |0.0112 |15.30 |14.25 ... |0.1773 |0.0122 |18.20 |17.09 ... |0.1869 |0.0132 |22.76 |21.41 ... |0.1954 |0.0142 |26.40 |24.78 ... |0.2056 |0.0154 |31.80 |29.43 ... |0.2154 |0.0166 |35.90 |33.64 ... |0.2258 |0.0180 |41.40 |39.25 ... |0.2350 |0.0194 |46.32 |43.48 ... |0.2442 |0.0208 |52.25 |49.43 ... |0.2508 |0.0219 |58.94 |55.70 ... |0.2628 |0.0240 |70.46 |66.75 ... |0.2756 |0.0265 |80.98 |75.94 ... ... ... газдар жүйесі үшін бароэффектінің
температурадан тәуелділігі ... ... ... ... ... ... ... аз квадрат әдісімен тәжірибе ... ... ... ... ... ... ... және олар
4.2 кестесінің 3,4 бағаналарында келтірілген. 4.2 кестесінен центра масс
және орталық көлем жылдамдық ... ... ... жұбы ... температурадан дәрежелік тәуелділігінің көрсеткіштері
қателік шегінде сәйкес ... ... 5 және 6 ... ... ... көбейткішінің температуралық тәуелділігінің
көрсеткіштері келтірілген. ... ... ... ... ... ... зерттелген газдар жұбы үшін
теріс болды.
4.2-кесте
Жазықпараллель саңылаудағы центро масс санақ ... ... ΔРm ... ... және ... ... ... | | |
| ... | | |
| | |n |b |N |b |
|1 |2 |3 |4 |5 |6 |
|1 |H2-Ar |2.196 |4.727 |-0.220 |0.694 |
|2 |H2-CO2 |2.349 |5.306 |-0.157 |0.553 ... ... ... ... қоспалардың диффузиялық сырғанау
коэффициентін зерттеу
Қалыпты атмосфералық ... ... ... ... ... ... үлесін құрайды. Газ тығыздығыныңтөмендеуі кезінде
молекуланың еркін жолының тығыздыққа кері ... ... ... ... ағынның сипаттамалық өлшемімен өлшенсе, газдың дискреттік
құрылымы газдың динамика және жылу алмастыру ... ... ... ... бір ... ... ... болып шекаралық қабат
қалыңдығы басқаларында қалыңдау немесе ағылатын заттың ұзындығы табылады.
Өлшемсіз қатынас, яғни ортаның ... ... ... саны деп
аталады:
(4.5)
мұндағы,-молекулалардың еркін жолының ұзындығы, L ... ... ... және эксперименттік мәліметтер Кнудсен санының () өте
аз мәнінде газ тұтас орта ... ... бұл ... ... ... бұл кәдімгі газодинамикада қабылданған. Кнудсен
санының мәндер ... ... ... газдық динамика теңдеулерін
қолдануға болады, бірақ қатты денедегі шектік шартына ... ... ... ... ... ... жылдамдық пен қабырға
жылдамдығының арасындағы айырмашылықты сырғанау ... деп ... ... ... ... ... ... концентрацияларын, капилляр геометриясын диффузиялық
бароэффектіні эксперименттік зерттеу жолымен анықтауға ... ... ... мен ... ... ... ... анықталды:
(4.6)
мұндағы: -өзара диффузия коэффициенті, -бинарлық қоспаның
капиллярдың ұзындық және ... ... ... тұтқырлық
коэффициентінің шамасы; r-капилляр радиусы, -диффузиялық сырғанау
коэффициенті; -бірінші ... ... ... Диффузияның кинетикалық теориясы негізінде біз [16] жұмыста,
дөңгелек цилиндрлік капилляр үшін орташа ... ... ... диффузиялық
бароэффект мәні (2.55) формуласымен анықталатыны көрсетілді.
(2.55) формуласының логарифмдік көбейткішін ... ... (2.55) ... ... түрге ие болады:
(4.8)
(4.6) және (4.8) формулаларынан орташа көлемдік санақ жүйесінде диффузиялық
сырғанау коэффициентін табамыз:
(4.9)
мұндағы С- дөңгелек цилиндрлік ... ... ... салыстырмалы концентрациясы.
Центро масс санақ жүйесінде диффузиялық бароэффект ... ... ... ... бөліп аламыз:
(4.10)
мұндағы -дөңгелек капилляр ұштарындағы компоненталардың ... ... Онда ... масс санақ жүйесіндегі
диффузиялық бароэффект шамасы келесі формуламен анықталады:
(4.11)
(4.6) және (4.10) ... ... ... ... масс ... ... ... коэффициентін табамыз:
(4.12)
Газ қоспаларының ағысы капиллярдың формасынан тәуелді. ... ... ... ... ... отырып жазықпараллель саңылауындағы
диффузиялық бароэффект келесі формуламен анықталатынын көрсетуге болады:
(4.13)
кинетикалық ... ... ... масс ... ... ... ... бароэффект формулаларын алдық.
(4.13) ... ... ... ... ... ... санақ
жүйесіндегі диффузиялық ... ... ... С-жазықпараллель саңылау ұштарындағы диффундирленетін газдардың
салыстырмалы ... ... ... масс ... ... логарифмдік көрсеткіші
(4.15)
мұндағы -центра масс ... ... ... ... ... ... салыстырмалы концентрациясы.
Орташа сандық санақ және центро масс санақ ... ... ... ... саңылаудағы логарифмдегі көбейткіштеріндегі соңғы
концентрациялар әртүрлі болады.
Жазықпараллель саңылаулардағы бинарлық ... ... ... ... ... ... бароэффектіден
айырмашылығы бар. Бұл фактілер диффузиялық сырғанау көп әсер етуі керек.
Біздің ойымызша сырғанау ... ... болу ... ... ... газ қоспаларының молекулаларымен өзара әсері байланысты.
Сондықтан молярлық массаларын ... ... ... жүйесі үшін сияқты,
мольдік массалары мен эффективті диаметрлері жақын газдар жүйесін зерттеуде
белгілі қызығушылық тудырды. ... ... ... ... ... ... ... қоспаларға жүргізілді: . Бұл
зерттеулер температураның тең интервалында жазықпараллель саңылауда ... ... ... орташа сандық санақ және ... ... ... ... 4.3 ... жазықпараллель саңылауда және дөңгелек цилиндрлік
капиллярларда орташа көлемдік санақ және ... масс ... ... ... ... ... ... қоспалардың сырғанау
диффузиясының коэффициенттерінің мәндері келтірілген.1-сутегі аргон; 2-
сутегі ... газ. ... ... бароэффектінің шамалары
өлшенген тәжірибе температурасы келтірілген. 2-бағанада орташа ... ... ... ... ... дөңгелек капиллярларындағы және
жазықпараллель саңылаудағы ... ... ... ... ... ... ... бинарлық қоспалардың диффузиялық
сырғанау коэффициенттерінің мәндері
|Жазықпараллель саңылауда ... ... ... ... |Санақ жүйесі |Т,К ... ... |
| |СОС ... масс | |СОС ... масс |
|1 |2 |3 |1 |2 |3 ... ... ... |1.45 |1.45 |295.3 |1.44 |1.44 ... |1.44 |1.45 |406.2 |1.45 |1.41 ... |1.44 |1.43 |361.5 |1.43 |1.42 ... |1.43 |1.43 |476.5 |1.42 |1.39 ... |1.42 |1.42 |520.8 |1.42 |1.38 ... |1.42 |1.41 |555.4 |1.41 |1.37 ... |1.41 |1.40 |605.0 |1.41 |1.36 ... |1.41 |1.38 |651.0 |1.40 |1.34 ... |1.40 |1.37 |680.0 |1.40 |1.34 ... |1.40 |1.35 |718.3 |1.40 |1.32 ... |1.39 |1.34 |772.4 |1.40 |1.31 ... |1.39 |1.32 |821.0 |1.40 |1.30 ... |1.39 |1.30 |920.6 |1.39 |1.27 ... |1.38 |1.28 |1040.8 |1.38 |1.24 ... |1.38 |1.27 | | | ... |1.372 |1.200 | | | ... ... газы ... |1.50 |1.51 |295.3 |1.49 |1.50 ... |1.49 |1.50 |339.0 |1.48 |1.49 ... |1.48 |1.50 |380.6 |1.48 |1.48 ... |1.47 |1.49 |410.1 |1.48 |1.48 ... |1.46 |1.48 |477.6 |1.47 |1.46 ... |1.46 |1.47 |512.2 |1.47 |1.46 ... |1.45 |1.47 |561.2 |1.46 |1.45 ... |1.44 |1.46 |600.4 |1.46 |1.44 ... |1.43 |1.45 |637.6 |1.45 |1.43 ... |1.43 |1.44 |703.2 |1.45 |1.42 ... |1.42 |1.43 |748.4 |1.45 |1.40 ... |1.42 |1.42 |820.0 |1.44 |1.39 ... |1.41 |1.40 |902.8 |1.43 |1.37 ... |1.41 |1.39 |1010.2 |1.43 |1.35 ... |1.40 |1.38 | | | ... |1.40 |1.36 | | | ... |1.40 |1.34 | | | ... ... ... диффузиясының коэффициентін зерттеу
нәтижелерін қарастырайық. Кестеде газдардың әр жүйесі үшін ... ... ... ... ... жылдамдық және центро масс
санақ жүйелеріндегі дөңгелек цилиндрлік ... ... ... ... ... бір-бірімен
салыстыруға және талдауға ыңғайлы болу үшін келтірілген.
ҚОРЫТЫНДЫ
Кинетикалық теория ... және ... ... ... центро масс және орташа сандық ... ... ... капиллярлардағы диффузиялық
бароэффектінің формулалары ... масс ... ... ... ... ... ... қоспаның диффузиялық бароэффектісі шама бойынша
орташа сандық санақ жүйесіндегі бароэффектке тең және ... яғни ... ... ... қарай және қанағаттандырарлық
Л.Больцманның кинетикалық теориясы мен сипатталады.
Диффузиялық бароэффекттің температуралық тәуелдігі орташа сандық санақ
жүйесіндегідей, центро масс ... ... де ... ... ... ... алынды және дәрежелік тәуелділіктің
тұрақтылары анықталды.
Центро масс ... ... ... ... эксперименталды
шамасы Л.Больцман теориясы негізінде эксперименталды бароэффект
шамасының ... ... ... ... ... температураға байланысы көрсеткіштік
заңдылығымен анықталатындығы анықталды.
Центро масс санақ жүйесінде ... ... ... ... молярлық массасы үлкен газға бағытталғандығы тағайындалды.
ҚОЛДАНЫЛҒАН ӘДЕБИЕТТЕР
1.Больцман Л.Лекций по теории газов:Пер.с нем.-М.:ГИТТЛ,1956-554с.
2.Kramers H.A.,and Kistemaker J.On the slip a Diffusing Gas Mixture Alond ... ... ... P.C.Analogi to the Kirkendall Effect in the Cas
Phase//Nature,1960,Vol.186,N4724,PP.549-550.
4.Mason G.A.,Miller L.,Carman P.C.Kirkendall effect
in gases//Nature(Engl).-1961-191.-No.4786,375.
5.Mason ... effect in gaseous ... of ... ... L.and Schmitt K.H.Zs ... Bd 16 a.,Heft ... П.Е.,Волобуев П.В.Бароэффект при взаимной диффузии газов//ЖТФ.-
1964-Т.34,N6.с.1107-1114.
8.Волобуев П.В.,Суетин П.Е.Кинетическое рассмотрение бароэффекта//ЖТФ.-
1996.-Т.36,N7.с.1292-1296.
9.Волобуев ... П.Е. ... ... ... ... I.H.An ... tho the Kinetic Theory ... Б.М.,Косов Н.Д.,Новосад З.И.Бароэффект при взаимной диффузии в
некоторых ... ... ... в ... и ... Б.М. ... исследование концентрационной
зависимости величины ... ... ... 1995
13. Косов Н.Д., Жаврин Ю.И.,Новосад З.И.//Теплофизический свойство вещесств
и материалов. М.:Изд.Стандартов.-1982, - в.17.-с.86-112
14. Альжанов К.З. Сб.КарГУ ... для ... ... в ... ... ... “Математика и физические
исследования”, 1974, 149-154
15. Альжанов К.З., ... Г.М., ... С.Н. ... ... ... газов в облати температур 290-1000 К//Сб.Радиционное и
диффузионное явление.-Алматы.:АГУ им.Абая.-1993.-с.35-37
16. Альжанов ... М.Б. ... ... бинарных смесей
тяжелых компонентов// Ученые записки КарПИ.Караганда.-1994.-Т.1.-с.197-203
17. Жданов В.М. К ... ... на ... ... ... Косов Н.Д., Сармасаев Н.Т. К ... ... ... ... общ. и ... Алма-Ата.:Наука 1966.-
с.97-101
19. Альжанов К.З., Куровский В., ... Б.С. ... ... ... ... с теорией диффузии
Л.Больцмана // сб.КарГУ.Физические исследования.-Караганда.-1976.
20. Косов Н.Д. Бинарная изотермическая ... ... ... ... ... ... Серия физ-мат.-1970,N6.-c.23-28
21. Силин В.П. Введение в кинетическую теорию газов.М.:Наука .-1971.-с.332
22. ... К.З., ... С.Н. ... для ... ... Сб.Научных трудов “Теория и практика электротехнического
модулирования ... ... ... ... ... К.З. ... ... экспериментальной установки
стационарно-проточного метода исследовании диффузии в ... ... ... и ... ... модулирования
технологического оборудования”, КПТИ, 1992
24. Альжанов К.З. Диффузионный бароэффект на плоскопараллельной щели ... H2-Ar, H2-CO2 в ... ... 290-1000 К, ... ... ... ... переноса в твердых газообразных средах”,
КазГПУ, ... ... ... К.З.,Карагаева М.Б. Исследование диффузионного скольжения
бинарных смесей методом бароэффекта./-Деп.В КазНИИНТИ от 15.11.95, N ... ... ... М.Б. ... диффузионного скольжения
бинарных смесей ... ... ... ... 95 в ... научные работы”, в.4.
27. Боготырев А.Ф., Косов Н.Д., Курлапов Л.И. Диффузия газов в ... ... ... и ... ... ... Л.И. Описание процесов переноса в ... на базе ... ... процесов переноса.-Алма-Ата.-
1980.с.58-67

Пән: Физика
Жұмыс түрі: Дипломдық жұмыс
Көлемі: 58 бет
Бұл жұмыстың бағасы: 900 теңге









Ұқсас жұмыстар
Тақырыб Бет саны
Термодинамиканың негізі28 бет
«d-Элементтердің координациялық қосылыстары. Кристалдық өріс теориясы. Лигандтар өрісі теориясы. Кристалдық өрістің тұрақтану энергиясы»4 бет
«Трансформатор» АҚ-ның жаңартылған механикалық цехын электр энергиясымен қамтамасыз ету: есептік зерттеу33 бет
Арысқұм мұнай кенінің бұрғылау, қондырғысының жаңартылған қосалқы элементтерін электр энергиясымен қамтамасыз ету38 бет
Атом энергиясы12 бет
Бинарлы газ қоспаларындағы диффузиялық орнықсыздық35 бет
Биоэнергия, силикаттар энергиясы, отын элементтері11 бет
Ерітіндінің алынуының термодинамикалық және молекулалы– кинетикалық жағдайы12 бет
Жел энергиясы және қондырғылары7 бет
Изопроцестердің 5 түрі:изобаралық,изотермиялық,адиабаталық,изохора,политроптық4 бет


+ тегін презентациялар
Пәндер
Көмек / Помощь
Арайлым
Біз міндетті түрде жауап береміз!
Мы обязательно ответим!
Жіберу / Отправить


Зарабатывайте вместе с нами

Рахмет!
Хабарлама жіберілді. / Сообщение отправлено.

Сіз үшін аптасына 5 күн жұмыс істейміз.
Жұмыс уақыты 09:00 - 18:00

Мы работаем для Вас 5 дней в неделю.
Время работы 09:00 - 18:00

Email: info@stud.kz

Phone: 777 614 50 20
Жабу / Закрыть

Көмек / Помощь