nekrasovI (1114433), страница 12
Текст из файла (страница 12)
и их взаимное расталкиваппе. >Кндкое состоннне вещества характерна> ется преобладанием первого, газообразное — второго. Взаимное притяжение молекул практически не зависит от температуры. 1(апротнв. обусловленное их уларами друг о друга взаимное расталквванне весьма сильно заниснт от температуры, так как ее величина определяет скорость движения молекул и нх кинетическую энергию, Газ может быть пгрегеден в жалкое состояние лишь тогда. когда стяжение получает преобладание над расталкиванием илн по крайней мере становится равным ему.
Та температура, при которой расталкнвание уравновешивается стяжением, характеризуется отсутствием разли- А Е чня между жидкостью и ее паром и называется Г критической. Существование такой температуры Б была впервые установлено Д. И. Л\енделеевым Г (185! г.). Критическая температура различна для разных веществ и, например, для хлора равна ~ ~м» олззтзл дзккггагл д>гйлалтлр +!44'С. Поэтому, применив достаточное павле- Юлздй!к гглзллаадакаплмя нне.
хлор можно перевести в жидкое состояние и Риг. П.З. Прнннипнальная гкена устабез его охлаждения. Критические температуры ноакч лл» аоатч«няя жалкого воачгха. основных газов воздуха лежат, наоборот, очень низко: кислорода при — !18'С и азота при — !47'С. Поэтому воздух можно перевести в жидкое состояние, лишь охладив его предварительно ниже указанных темпера. тур. Между тем исследователи раннего периода пытались получить жидкий воздух, применяя высокие давления, ио не заботись о достаточном охлаждении. 17) Наиболее просто экспериментальное определение критической температуры жидкостей производят слелуюшнм образом. В толстостенной стеклянной трубке запаивают неболыное количество исследуемого вещества, На гранипе раздела жидкости в ее пара образуется мениск.
При постепенном нагревании трубки в ней все время увеличивается давление, а потому жидкость пеликом ие испаряется и мениск отчетливо виден. Вблизи критической температуры он становится все более плоским и, наконеп, исчезает. Та температура, при которой праискодит исчезновение меписка (т. е.
поверхности раздела двух фаз), и является критической температурой исследуемого ве. шестая. !8) Принципиальная схема установки для получении жидкого воздуха показана на рнс. Н-5. Предварительно освобожденный от пыли, влаги и углекислого газа воз. д>х сжимается компрессором (Е) до 200 †2 пг (при одновременном охлаждении . водой), проходит первый теплообыенник (А) и затем разделяется иа два потока Ббльшая часть направляется в детандер (7() — поршневую машину, работающую за ". счет рас!ннрения воздуха.
Последний, значительно охладившнсь в детандере, омывает .'. оба теплообмейннка и, охладив текущий навстречу сжатый воздух, покидает устаиоеку. Другой поток сжатого воздуха, охлажденный еще более во втором теплообменавке (Б), направляется через вентиль (В) в расширительную камеру (Г), после чего ежядает установку вместе с воздухом из детандера. Вскоре наступает момент, когда в расширительной камере достигается температура сжижения воздуха, а затем ои уже непрерывно пол>.чаетса в жидком состоянии. В 1938 г.
П. Л. Капицей был разработан метод получении жидкого воздуха при вшком давлении — всего 5 — 6 аг. Основной особенностью этого метода является вмена воршиевых механизмов компрессора и детандера турбинными, КС Воздух. Кислород 19) Зависимость температуры кипения жидкого воздуха ат его состава показана нч рис. Н-б (в несколько упрощенном виде — без учета инертных газов). Как видно из Рисунка, отвечающие каждой двиной температуре составы жидкости и пара различны; в жидкости относительно преобладает кислород, в паре — азот Например, при 155 дд 55 Лху Рд д Сжя ж и - !55 Су И ад 577 дд !5>7 Уаох Рк«.
!!.6. Темпзрзгуры «кззп«я к «««таз мкдкчгз ззззухз, Ркс. 11-1. Схема работы »«резок» рзздззкгезыюа козоккы. — 190'С жидкость содержит около почз кислорода, пар — толька 30«(з. Этим и обусловлено то обстоятельство, что по мере испарения воздуха жидкость обогащается кислородом. причем температура ее кипения постепенна повышается. Одновременно возрастает н плотность жидкого воздуха (приблизиЯзз»г тельно 0,94 г/смз для нормального гостава). Температура его затвердевания также зависит от со- Г става, причем наинизшая она ( — 223'С) прн содержании 78«(з кислорода.
!' г 20) Отделение др>г от др>га жилкостей с близкиыи температурами кипения осуществляется обыч. г' — Ъ~ но в разделительных колоннах. Основноа задачей такой колонны является создание потока пара (П), направленного вверх, и патока жндкости (Ж), стекающей вниз (рис.
П-7). Для обоих потоков при помощи спепиальиых приспособлениа— «тарелок» вЂ” обеспечиваются условия наиболее тес. 11 ного соприкосновения, что ведет к постоянному обмену молекулами. При этан у вещества с более г"Г низкая точкой кипения (например, азота) молекулы ча1ие попадают в поток пара, а с более высокой (папример, кислорода) — в поток жидкости. Колонна работает непрерывна и тем полнее разделяет смозмкй .= - З"ЗЗЛЬ» оба вещества, чем больше в ней «тарелок». Общая 5«а!Гик — — — - лсззРима«з схема колонны для разделения воздуха показана на рис.
П-18. 21) Сжатый воздух хранят в стальных баллопак, рассчитанных на давление 180 ог. По действу1ащнм в СССР техническим условиям баллоны эти должны иметь черную окраску с белой надписью: «Воздух сжатый». Ркс. !!.а, Общая схем« кзззккы лзя рзэяелекня ззздухз. ф 2. Инертные газы. В !893 г. было обращено внимание на несовпадение плотностей азота из воздуха и азота, получаемого при разложенин азотных соединений: литр азота из воздуха весил 1,257 г, а полученного химическим путем — 1,251 г. Произведенное для выяснения итого загадочного обстоятельства очень точное изучение состава воздуха показало, что после удаления всего кислорода и азота получался небольшой остаток (около ! %), который ип с чем химически не ре- 6 2.
Инертные газы агпровал. Открытие нового элемента, названного оргоном (по-гречески — недеятельный), представило, таким образом, «торжество третьего десятичного знака». Молекулярный вес аргона оказался равным 39,9. Так как молекула его одноатомна, атомный вес аргона равен молекулярному.' Следующий по времени открытия инертный газ — гелий («солнечный») был обнаружен на Солнце раньше, чем на Земле. Это оказалось возможным благодаря разработанному в 50-х годах прошлого века методу с п е к т р а л ь и о г о а н а л и з а. Если тонкий пучок «белого» солнечного света направить на стеклянную призму, он разлагается на лучи различных пветов радуги (рис, П-9), Каждый луч может быть охарактеризован определенной длиной волны (Х) или частотой колебаний (»). т. е.
числом волн, сменяютиихся за одну секунду. * По обе стороны от видимого спектра располагаются невидимые лучи: инфракрасные и ультрафиолеловые, которые могут быть обнаружены и изучены при помощи раз. личных физических методов.' росла«в ории ~ ардон красный тввв -вгво вранжерый вгаа-ввво «телшагй вввв-оввс зглснеги вввв гвв твлрввв ывв-двор синий ввво-агав оирлвтарый «мв-вввв влгввеевлрчи жковв Рнс. 11-9.
Разложение солнечного луча призмой. Если внести в пламя горелки какую-нибудь летучую при нагревании соль натрия, оно окрасится в желтый ивет, прн внесении летучих соединений меди — в сине-зеленый ивет и т. д. Каждый химический элемент при достаточном нагревании испускает лучи определенных, характерных для него длин волн. Определение длин световых волн осуществляется с помощью спектроскопа. Прибор этот н дал возможность по спектру солнпа установить его химический состав, Еще в !868 г. были таким путем обнаружены линии, не отвечающие ни одному из известных веществ, Эти линии приписали новому элементу — гелию.
На земле он был впервые (1895 г.) найден в газах, выделяющихся при нагревании минерала клеаеита. " Греческие буквы Х н» читаются соответственно «лямбда» н «ню». Выражаемые нын велнчнны .легко могут быть переведены друг в друга, так как онн связаны соотношением: к» = с, где с — скорость света (3 10'е см1сек). Отсюда следует, что чем меньше к, тем болыпе за н обратно Для азмерення длин световых волн (и других очень малых длин) обычно применяются следуюшне единицы. микрон (мк, 1«) = 0001 мм = 10-' гм; миллимикрон (мкк, то) = 0,001 мк = 10-' см; ангегрек (А) = 0,1 лв.нк = 1О-' см.
По международному соглашению (1960 г.) нрн образованно кратных и дальных еднняц рекомендуется нсполшзовать определенные приставка к основным единицам (м, г н др.). Инже прнводятся соответствуюшне множнтелн, названая отвечаюшнх нм прпставок, нх русские (верхняя строка) н латинские обозначения: ве'а гоа шв ввв гва во' 1 !в ' ю в ю в ю-в вв в ве ж гага мега юыо гак«о дела до аа вера т дека «анен мкаак макро кано д с и мк н пико г М к а о м к п а с т н а В этой системе обозначений 1 микрон = 1 мкле, 1 мнллнмнкрон = 1 нм н 1 аны стрем = 0,1 нм = 100 лм, гд Виадук. Кислород — 112 — 71 Через несколько лет после открытия аргона и гелия (в 1898 г.) были выделены нз воздуха еше три инертных газа: неон («новый»), криптон (сокрытый») и ксенон («чуждый»).
Насколько трудно было их обнаружить, видно из того, что 1 м' воздуха, наряду с 9,3 л аргона, содержит лишь 18 мл неона, 5 мл гелия, 1 мл крнптона и 0,09 мл ксенона. Последний инертный газ — радон был открыт в 1900 г. при изучении некоторых минералов. Содержание его в атмосфере составляет лишь 6. !О ме7а по объему (что соответствует 1 — 2 атомам в кубическом сантиметре). Было подсчитано, что вся земная атмосфера содержит лишь 374 литра радона. Для инертных газов характерно полное (Не, Хе, Аг) или почти полное (Кг, Хе, Вп) отсутствие химической активности.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
