07 Măsurarea coeficientului de difuzie

Activitatea de laborator №7

GAZ DE MĂSURARE Coeficientul de difuzie

Difuziunea este fenomenul de penetrare a două sau mai multe substanțe în contact unul cu celălalt. Procesul de difuzie are loc în gazul (precum și a oricărei alte substanțe) în cazul în care gazul nu este uniformă în compoziție, adică, în cazul în care este format din două sau mai multe componente diferite, ale căror concentrație variază de la un punct la altul. Procesul de difuzie este ca fiecare component al amestecului trece din părțile de volum de gaz în cazul în care concentrația sa este mai mare în cazul în care acesta este mai mic, adică, în direcția reducerii concentrației.

Orice proces în care parametrii de sistem implicați în acesta, se modifică în timp, se numește un proces non-staționare, spre deosebire de un proces staționar în care cantitățile ce caracterizează sistemul nu se schimba cu timpul. Diffusion, ceea ce conduce la egalizarea concentrației, adică, o schimbare în diferențele de concentrații și concentrațiile componentelor în sine, numită difuzie non-staționare. Se poate imagina difuzia staționare și când unul sau altul concentrație amestec artificial diferență este menținută neschimbată. Pentru a face acest lucru, de exemplu, o parte a navei se adaugă continuu componentă activă, și o altă parte a containerului pentru a selecta, în aceeași cantitate.

Scopul acestei lucrări este de a introduce fenomenul de difuzie a gazului, măsurarea coeficientului de difuzie a vaporilor de etanol în aer la presiune atmosferică, precum și familiarizat cu procedura experimentală de măsurare a coeficientului de difuzie a vaporilor lichizi.

1. Principiul metodei de măsurare a coeficientului de difuzie a vaporilor lichidelor

Conform legii de bază a difuziei (legea lui Fick), densitatea fluxului de difuzie a unei componente (grad molecular) este proporțională cu gradientul concentrației componentului luate cu semnul invers:

Semnificația coeficientului de difuzie D este că este numeric egală cu densitatea fluxului difuziv, adică Cantitatea componentă difuzabila care trece pe unitatea de timp printr-o unitate de suprafață normală pe direcția de difuzie într-un gradient de concentrație egală cu unitatea. Pentru modelul unui coeficient de difuzie a gazului este ideală

La o temperatură v fixă

Este o constantă și

la o temperatură constantă D

P 1. Pe de altă parte, la o presiune fixă

T. Ca urmare, la o presiune constantă D

T 3 / 2. Aceste concluzii au fost testate amănunțit în experimente. Valoarea DP = const observat un interval de presiune destul de largă pentru gaze nu foarte dense la termen de câteva procente. In functie de temperatura D crește ușor mai rapid decât

T 3/2 din cauza scăderii suplimentare cu creșterea T. σ ceea ce conduce la o creștere suplimentară l.

Coeficientul de difuzie pentru mai multe gaze în aer este în condiții normale

10 -5 m 2 / s. Rezultă din (1.2), în cazul în care considerăm că le-am

În cazul în care densitatea de flux de greutate componente difuzabila kg se exprimă. care curge prin 1 m 2 de suprafață pe unitatea de timp. concentrarea parțială a componentei în acest caz, va fi o componentă a parțială densitate ρ = nm. (1.1), în acest caz, ia forma

2. Descrierea configurării experimentale

In aceasta lucrare, metoda utilizată greutatea relativă măsurarea masei picături de lichid de evaporare (a se vedea. Figura).

Diagrama schematică a configurării experimentale:

1 - picătură; 2 - Suspendarea; 3 - resort; 4 - capacul de sticlă; 5 - condensator; 6 - rocker; 7 - un rack; 8 - vapori de lichid de absorbție; 9 - o placă; 10 - definirea unui LC-oscilator; 11 - Frecvența

Esența metodei de ponderare relativă utilizată în această lucrare este după cum urmează. 1 picătură de suspensie este plasată pe o seringă de 2, care este fixat pe brațul basculant 6, sudat în partea de mijloc a arcului 3 realizat dintr-un material elastic (fosfor bronz). Al doilea braț al balansierului termină o placă circulară care servește placa condensator 5.

La schimbarea masa picăturii se modifică distanța dintre plăcile condensatorului. Acest lucru determină o schimbare în capacitate, care, după cum se știe, depinde de mărimea diferenței. Condensatorul este o componentă a unui LC frecvență predeterminată - oscilator 10, astfel încât schimbarea capacității sale afectează frecvența generată. Această schimbare de frecvență este detectată prin contor de frecvență. Factorul dM 3/2 / dt în (1.10) este proporțională cu variația frecvenței generate de: dM 3/2 / dt df / dt.

Scales sunt montate pe suportul 7 și întregul sistem este plasat sub o placă de acoperire din sticlă 4 la 9. Pentru a menține un gradient de concentrație constantă în timpul evaporării picăturilor este lichid absorbant de vapori (gel) 8.

3. Metode de experiment

N o n g o pentru a până la a și t s o p y

Citește descrierea laboratorului și a plantelor. Activați frecvența, lăsați-l să se încălzească timp de 15-20 de minute.

Atenție! Puterea de frecvență efectuat tensiune de 220 V, utilizați prudență atunci când se lucrează!

În această lucrare, este necesar să se măsoare coeficientul de difuzie al alcoolului etilic (C 2 H 5 OH) în aer.

1. Cu atenție, fără a atinge echilibrul, scoateți capacul de sticlă cu o placă. Hung picătură seringa de etanol, fără a atinge acul la suspensie. atunci când atașați

picături pe placa pentru a expune o copertină celula sa taie accidental când atașarea picături.

2. Îndepărtați cuva. Puneți capacul pe placa.

3. În modul „manual“ de operare, frecvența (care este mai ușor) pentru a elimina dependența schimbării frecvenței f a timpului t. și anume f = f (t). Măsurarea a fost efectuată 20 de secunde prin controlarea timpului un cronometru. Complotat f = f (t).

4. Apa umedă plasată în apropierea becului umed recepție și

citiri constante pentru determinarea temperaturii T 0. Utilizarea materialului de referință atașat la lucru pentru a găsi valorile P 0 și p.

5. Se calculează coeficientul de difuzie D din formula (1.10), prezentată sub forma

8. Se determină eroarea de măsurare absolută și se înregistrează rezultatul.

9. Comparați rezultatul cu referința. Pentru a trage concluzii.

4. Întrebări de testare

1. Care este esența fenomenului de difuzie în gaze, solide, lichide?

2. Dă definiția proceselor de difuzie staționare și nestaționare.

3. Care este semnificația fizică a coeficientului de difuzie? Poate coeficientul de difuzie să fie negativ?

5. Atunci când se produce evaporarea picăturilor de scădere a temperaturii sale. De ce? Ce se va întâmpla atunci când o picătură de condensare?

1. Kikoin AK Kikoin Fizica moleculara. M. Science, 1976.

2. O Matveev Fizica moleculara. M. executiv. săpt. 1981.

3. Vargaftik NB Manualul proprietăților termofizice ale gazelor și lichidelor.