Ход решения и основные расчетные формулы:
Уравнение Кельвина связывает между собой ДНП газа над плоской поверхностью Р0 и ДНП газа над искривленной поверхностью Р [4]:
где r1 и r2 — главные радиусы кривизны искривленной поверхности; σ — поверхностное натяжение, Н/м; VМ — мольный объем жидкости, м3/моль; Т — температура, К.
Жидкий азот является смачивающей жидкостью, поэтому образует вогнутый мениск. Поры, образованные двумя плоскопараллельными пластинами, называют щелевидными, в этом случае форма мениска цилиндрическая. В таком случае уравнение Кельвина примет вид:
,
где r — радиус основания цилиндрического мениска, численно равный половине расстояния между пластинами, м.
Решение:
Дано: Т = 61-83 К
cos θ ≈ 1
|
Решение:
Но сначала необходимо рассчитать мольный объем азота:
Результаты расчета представлены в таблице Б. |
Найти: P в интервале температур - ? |
Ответ: Таблица Б |
Таблица А - Давление насыщенного пара азота над плоской поверхностью жидкого азота в интервале температур 61 – 83 К
Т, К |
lg Po |
Ро, бар |
61 |
-1,081 |
0,083 |
62 |
-0,996 |
0,101 |
63 |
-0,914 |
0,122 |
64 |
-0,835 |
0,146 |
65 |
-0,759 |
0,174 |
66 |
-0,685 |
0,207 |
67 |
-0,614 |
0,243 |
68 |
-0,545 |
0,285 |
69 |
-0,478 |
0,333 |
70 |
-0,413 |
0,386 |
71 |
-0,351 |
0,446 |
72 |
-0,290 |
0,513 |
73 |
-0,231 |
0,587 |
74 |
-0,174 |
0,670 |
75 |
-0,119 |
0,761 |
76 |
-0,065 |
0,862 |
77 |
-0,012 |
0,972 |
78 |
0,039 |
1,093 |
79 |
0,088 |
1,225 |
80 |
0,136 |
1,368 |
81 |
0,183 |
1,524 |
82 |
0,228 |
1,692 |
83 |
0,273 |
1,874 |
Таблица Б - Давление насыщенных паров азота над искривленной поверхностью жидкого азота в интервале температур 61 – 83 К
Т, К |
Ро, бар |
ln P/Po |
Р, бар |
61 |
0,083 |
-0,100 |
0,075 |
62 |
0,101 |
-0,098 |
0,092 |
63 |
0,122 |
-0,097 |
0,111 |
64 |
0,146 |
-0,095 |
0,133 |
65 |
0,174 |
-0,094 |
0,159 |
66 |
0,207 |
-0,092 |
0,188 |
67 |
0,243 |
-0,091 |
0,222 |
68 |
0,285 |
-0,090 |
0,261 |
69 |
0,333 |
-0,088 |
0,305 |
70 |
0,386 |
-0,087 |
0,354 |
71 |
0,446 |
-0,086 |
0,409 |
72 |
0,513 |
-0,085 |
0,471 |
73 |
0,587 |
-0,083 |
0,540 |
74 |
0,670 |
-0,082 |
0,617 |
75 |
0,761 |
-0,081 |
0,702 |
76 |
0,862 |
-0,080 |
0,795 |
77 |
0,972 |
-0,079 |
0,898 |
78 |
1,093 |
-0,078 |
1,011 |
79 |
1,225 |
-0,077 |
1,134 |
80 |
1,368 |
-0,076 |
1,268 |
81 |
1,524 |
-0,075 |
1,413 |
82 |
1,692 |
-0,074 |
1,571 |
83 |
1,874 |
-0,073 |
1,742 |