Конденсация и испарение

Вещества в зависимости от температуры и давления могут нахо­диться в различных агрегатных состояниях. При низких давлениях возможны переходы из парообразного состояния в жидкое (конденса­ция) и обратный процесс (испарение), из парообразного состояния в твердое (десублимация) и обратный процесс (сублимация).

Пар отличается от газа тем, что выше некоторого давления он переходит в жидкое состояние. Газ невозможно сконденсировать при увеличении давления.

Для расчета скорости свободного испарения в вакуум применимо уравнение Герца-Кнудсена, гр/(см²·с):

(1.23)

где Рт - давление насыщенного пара при температуре Т в ммрт.ст,

М - молекулярная масса. Данное выражение характеризует максимальную расчетную скорость, для достижения которой общее давление остаточного газа и паровой фазы над поверхностью испарения должно быть равно нулю. Реальные скорости испарения в технологических процессах обработки отличаются от расчетных. Влияние давления газа и пара над поверх­ностью учитывается разностью (Р_Т-Р).

Скорость массообмена на поверхности тела определяется выраже­нием

(1.24)

где G_к и G_и - соответственно скорость конденсации и испарения вы­ражается в кг/(м²єс), если М - в кг/моль, а R=8310 Дж/(кмоль·К);, γ - вероятность конденсации молекулы газа на поверхности - доля молекул, энергия которых меньше теплоты ад­сорбции φ_а

На диаграмме агрегатного состояния вещества Т_кр - критическая температура, выше которой вещество остается в газообразном состоянии при любых давлениях, рис. 1.3.

Рис. 1.3.

Кривая abc определяет давление насыщенного пара. При давлении, равном давлению насыщенного пара, на поверхности тел существует динамическое равновесие процессов конденсации и испарения: при (Р>Р_Т) происходит осаждение, а при (Р<Р_Т) - удаление вещества с поверхности тела.

Процессы сублимации - десублимации описываются аналогичными выражениями.

Дата добавления: 2015-07-20