На бирже курсовых и дипломных проектов можно найти образцы готовых работ или получить помощь в написании уникальных курсовых работ, дипломов, лабораторных работ, контрольных работ, диссертаций, рефератов. Так же вы мажете самостоятельно повысить уникальность своей работы для прохождения проверки на плагиат всего за несколько минут.

ЛИЧНЫЙ КАБИНЕТ 

 

Здравствуйте гость!

 

Логин:

Пароль:

 

Запомнить

 

 

Забыли пароль? Регистрация

Повышение уникальности

Предлагаем нашим посетителям воспользоваться бесплатным программным обеспечением «StudentHelp», которое позволит вам всего за несколько минут, выполнить повышение уникальности любого файла в формате MS Word. После такого повышения уникальности, ваша работа легко пройдете проверку в системах антиплагиат вуз, antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru. Программа «StudentHelp» работает по уникальной технологии и при повышении уникальности не вставляет в текст скрытых символов, и даже если препод скопирует текст в блокнот – не увидит ни каких отличий от текста в Word файле.

Результат поиска


Наименование:


реферат Свойства газов при малых давлениях. Получение разреженных газов

Информация:

Тип работы: реферат. Добавлен: 25.04.2012. Сдан: 2011. Страниц: 8. Уникальность по antiplagiat.ru: < 30%

Описание (план):


Свойства  газов при малых  давлениях.
  
             Состояние газа при давлении меньше атмосферного называется ва-
куумом (от латинского vacuum – пустота).
В зависимости  от величины соотношения ?/d различают  низкий (?/d \ll 1),  
средний (?/d~1) и высокий (?/d \gg 1) вакуум.

              Газ называется разреженным, если его плотность столь мала, что
средняя длина  свободного пробега молекул ср может  быть сравнима с
линейными размерами  сосуда, в котором находится газ.
 В состоянии  вакуума уменьшается число носителей  импульса или
внутренней энергии  в явлениях вязкости и теплопроводности. Коэффи-
циенты переноса в этих явлениях прямо пропорциональны плотности
газа. В сильно разреженных газах внутреннее трение по существу от-
сутствует. Вместо него возникает внешнее трение движущегося газа о
стенки сосуда, связанное с тем, что молекулы изменяют свои импульсы
только при  взаимодействии со стенками сосуда. В  этих условиях напря-
жение трения в первом приближении пропорционально плотности газа
и скорости его  движения. Удельный тепловой поток  в сильно разрежен-
ных газах пропорционален плотности газа и разности температур.
   Стационарное  состояние разреженного газа, находящегося  в двух со-
судах, соединенных узкой трубкой, возможно при условии равенства
встречных потоков  частиц, перемещающихся из одного сосуда в другой:
                             n1 u1ср = n2 u2ср ,
где n1 и n2 – числа  молекул в 1 см3, u1ср и u2ср – средние  арифметические
скорости теплового  движения молекул в соответствующих  сосудах.
   Условие  стационарности можно переписать  в виде уравнения, выра-
жающего эффект Кнудсена
                                p1   T1
                                   =
                                p2   T2
где Т1 и Т2 – значения температуры газа в сосудах; p1 и р2 – значения
давлений разреженного газа в сосудах.
   К эффекту  Кнудсена примыкает радиометрический эффект, кото-
рый заключается в возникновении силы отталкивания между двумя близ-
ко расположенными в разреженном газе пластинами, находящимися при
разных температурах (Т1 > Т2). Холодная пластина со стороны, обра-
щенной к горячей, бомбардируется молекулами газа, имеющими в сред-
нем более высокую энергию, чем молекулы, бомбардирующие эту плас-
тину с противоположной  стороны. В результате между пластинами воз-
никает сила F отталкивания.
 При малых  значениях показателя экспоненты  сила F пропорциональ-
на давлению р. При повышении давления р быстрые молекулы, соуда-
ряясь с более медленными, теряют часть энергии. В результате при боль-
ших р сила F оказывается в обратной зависимости от давления р.
   Понятие  сверхвысокого вакуума связано  не с величиной отношения
?/d, а со временем ?, необходимым для образования  мономолекулярного
слоя газа на поверхности твердого тела в вакууме, которое обратно про-
порционально давлению.
   Свойства  газа в низком вакууме определяются  частыми столкнове-
ниями между молекулами газа в объеме, сопровождающимися обменом
энергией. Поэтому  течение газа в низком вакууме  носит вязкостный ха-
рактер, а явления переноса (теплопроводность, внутреннее трение, диф-
фузия) характеризуются  плавным изменением (или постоянством) гра-
диента переносимой величины. Например, температура газа в простран-
стве между горячей и холодной стенками в низком вакууме изменяется
постепенно, и  температура газа у стенки близка к температуре стенки.
При прохождении  тока в низком вакууме определяющую роль играет
ионизация молекул  газа.
   В высоком  вакууме поведение газа определяется  столкновениями его
молекул со стенками или другими твердыми телами; столкновения мо-
лекул друг с другом происходят редко и играют второстепенную роль.
Движение молекул  между твердыми поверхностями практически  про-
исходит по прямолинейным  траекториям (режим молекулярного  тече-
ния). Явления переноса характеризуются скачком переносимой величи-
ны на границе. Например, во всем пространстве между горячей и хо-
лодной стенками примерно половина молекул имеет скорость, соответ-
ствующую температуре холодной стенки, а остальные – скорость, соот-
ветствующую температуре горячей стенки. Следовательно, средняя тем-
пература газа во всем пространстве одинакова и отлична от температу-
ры как горячей, так и холодной стенок. Количество переносимой тепло-
ты прямо пропорционально  давлению р. Прохождение тока в высоком
вакууме возможно в результате электронной эмиссии с электродов. Иони-
зация молекул газа существенна только в тех случаях, когда длина про-
бега электронов становится значительно больше расстояния между элек-
тродами. Это достигается при движении заряженных частиц по слож-
ным траекториям, например, в магнитном поле, или при их колебатель-
ном движении около электрода. Свойства газа в среднем вакууме явля-
ются промежуточными.
          Для измерения давлений газов ниже атмосферного (в диапазоне от
105 до 10–11 Па) используются специальные приборы – вакуумметры
(от вакуум и греческого  metreo – измеряю). На примере вакуумметров
можно проиллюстрировать, как прямо или косвенно используются раз-
личные физические свойства газов,находящихся при низком давлении. 
 
 

Получение разреженных газов, и их практическое применение.
Научный этап развития вакуумной техники начинается с 1643 г., когда в Италии Э. Торричелли, ученик знаменитого Г. Галилея, измерил атмосферное давление. В 1672 г. в Германии О. Герике изобрел механический поршневой насос с водяным уплотнением, что дало возможность проведения многочисленных исследований свойств разреженного газа. Изучается влияние вакуума на живые организмы. Опыты с электрическим разрядом в вакууме привели вначале к открытию электрона, а затем и рентгеновского излучения. Теплоизолирующие свойства вакуума помогли создать правильное представление о способах передачи теплоты и послужили толчком для развития криогенной техники.                                        Успешное изучение свойств разреженного газа обеспечило возможность его широкого технологического применения. Оно началось с изобретения в 1873 г. первого электровакуумного прибора — лампы накаливания с угольным электродом — русским ученым А. Н. Лодыгиным и открытием американским ученым и изобретателем Т. Эдисоном в 1883 г. термоэлектронной эмиссии. С этого момента вакуумная техника становится технологической основой электровакуумной промышленности.                                                                      Расширение практического применения вакуумной техники сопровождалось быстрым развитием методов получения и измерения вакуума. За небольшой период времени в начале XX в. были изобретены широко применяемые в настоящее время вакуумные насосы: вращательный (Геде, 1905), криосорбционный (Д. Дьюар, 1906), молекулярный (Геде, 1912), диффузионный (Геде, 1913). Аналогичные успехи были достигнуты и в развитии способов измерения вакуума. К U-образному манометру Торричелли добавились компрессионный (Г. Мак-Леод, 1874), тепловой (М. Пирани, 1909), ионизационный (О. Бакли, 1916).                                                   Одновременно совершенствуются научные основы вакуумной техники. В России П. Н. Лебедев (1901) впервые использует в своих опытах идею удаления остаточных газов с помощью ртутного пара. В этот же период исследуются фундаментальные свойства газов при низких давлениях, течение газов и явления переноса (М. Кнудсен, М. Смолуховский, И. Ленгмюр, С. Дешман).
До 50-х годов  существовало мнение, что давления ниже 10-6 Па получить невозможно. Однако работы американских ученых Ноттингема (1948) по измерению фоновых токов ионизационного манометра и Альперта (1952) по созданию ионизационного манометра с осевым коллектором расширили диапазон рабочих давлений вакуумной техники еще на три-четыре порядка в область сверхвысокого вакуума. Для получения сверхвысокого вакуума изобретают новые насосы: турбомолекулярный (Беккер, 1958), магниторазрядный (Джепсен и Холанд, 1959); совершенствуются паромасляные и криосорбционные насосы.
При измерении  низких давлений применяются анализаторы  парциальных давлений, с помощью  которых определяют состав и давление каждой компоненты остаточных газов. Сверхвысоковакуумные системы потребовали для обеспечения  их надежной сборки и эксплуатации разработки чувствительных методов  определения натеканий в вакуумных системах: масс-спектрометрического, галоидного и др. Для снижения газовыделения вакуумных конструкционных материалов начинает применяться высокотемпературный прогрев всей вакуумной установки. Вакуумные системы изготавливают цельнометаллическими, разрабатывают конструкции сверхвысоковакуумных уплотнений, вводов движения и электрических вводов в вакуум. Совершенствуются технологические методы получения неразъемных соединений металла со стеклом, электронно-лучевая и газовая сварка. В 60-х годах успешное развитие вакуумной техники привело к разработке стохастических методов расчета вакуумных систем.              Достижения криогенной техники в получении низких температур нашли применение в технологии получения вакуума. Криогенные вакуумные насосы начали применять в научных исследованиях, а затем и в промышленности. Разработка откачных средств, не загрязняющих откачиваемый объект, открыла новые перспективы для применения вакуумной техники.
Экспериментальные исследования испарения и конденсации, поверхностных явлений, некоторых  тепловых процессов, низких температур, ядерных и термоядерных реакций  осуществляются в вакуумных установках. Основной инструмент современной ядерной  физики — ускоритель заряженных частиц — немыслим без вакуума. Вакуумные  системы применяются в химии  для изучения свойств чистых веществ, изучения состава и разделения компонентов  смесей, скоростей химических реакций.                                      Техническое применение вакуума непрерывно расширяется, но с конца прошлого века и до сих пор наиболее важным его применением остается электронная техника. В электровакуумных приборах вакуум является конструктивным элементом и обязательным условием их функционирования в течение всего срока службы. Низкий и средний вакуум используется в осветительных приборах и газоразрядных устройствах. Высокий вакуум — в приемно-усилительных и генераторных лампах. Наиболее высокие требования к вакууму предъявляются при производстве электронно-лучевых трубок и сверхвысокочастотных приборов. Для работы полупроводникового прибора вакуум не требуется, но в процессе его изготовления широко используется вакуумная технология. Особенно широко вакуумная техника применяется в производстве микросхем, где процессы нанесения тонких пленок, ионного травления, электронолитографии обеспечивают получение элементов электронных схем субмикронных размеров.
В металлургии  плавка и переплав металлов в вакууме  освобождает их от растворенных газов, благодаря чему они приобретают  высокую механическую прочность, пластичность и вязкость. Плавкой в вакууме получают безуглеродистые сорта железа для электродвигателей, высокоэлектропроводную медь, магний, кальций, тантал, платину, титан, цирконий, бериллий, редкие металлы и их сплавы. В производстве высококачественных сталей широко применяется вакуумирование. Спекание в вакууме порошков тугоплавких металлов, таких, как вольфрам и молибден, является одним из основных технологических процессов порошковой металлургии. Сверхчистые вещества, полупроводники, диэлектрики изготавливаются в вакуумных кристаллизационных установках. Сплавы с любым соотношением компонентов могут быть получены методами вакуумной молекулярной эпитаксии. Искусственные кристаллы алмаза, рубина, сапфира получают в вакуумных установках. Диффузионная сварка в вакууме позволяет получать неразъемные герметичные соединения материалов с сильно разли чающимися температурами плавления. Таким способом соединяют керамику с металлом, сталь с алюминием и т. д. Высококачественное соединение материалов с однородными свойствами обеспечивает электронно-лучевая сварка в вакууме. В машиностроении вакуум применяется при исследованиях процессов схватывания материалов и сухого трения, для нанесения упрочняющих покрытий на режущий инструмент и износостойких покрытий на детали машин, захвата и транспортирования деталей в автоматах и автоматических линиях.
Химическая промышленность применяет вакуумные сушильные  аппараты при выпуске синтетических  волокон, полиамидов, аминопластов, полиэтилена, органических растворителей. Вакуум-фильтры  используются при производстве целлюлозы, бумаги, смазочных масел. В производстве красителей и удобрений применяются  кристаллизационные вакуумные аппараты.
В электротехнической промышленности вакуумная пропитка как самый экономичный метод  широко распространена в производстве трансформаторов, электродвигателей, конденсаторов и кабелей. Повышаются срок службы и надежность при работе в вакууме переключающих электрических  аппаратов.                                                                                          Оптическая промышленность при производстве оптических и бытовых зеркал перешла с химического серебрения на вакуумное алюминирование. Просветленная оптика, защитные слои и интерференционные фильтры получают напылением тонких слоев в вакууме.                                                                     В пищевой промышленности для длительного хранения и консервирования пищевых продуктов используют вакуумную сушку вымораживанием. Расфасовка скоропортящихся продуктов, осуществляемая в вакууме, удлиняет сроки хранения фруктов и овощей. Вакуумное выпаривание применяется при производстве сахара, опреснении морской воды, солеварении. В сельском хозяйстве широко распространены вакуумные доильные аппараты.                                                                                                             На транспорте вакуум используется для подачи топлива в карбюраторах, в вакуумных усилителях тормозных систем автомобилей. Имитация космического пространства в условиях земной атмосферы необходима для испытания искусственных спутников и ракет.
Измерение давления
Давление — физическая величина, равная отношению силы, действующей на поверхн
и т.д.................


Перейти к полному тексту работы


Скачать работу с онлайн повышением уникальности до 90% по antiplagiat.ru, etxt.ru или advego.ru


Смотреть полный текст работы бесплатно


Смотреть похожие работы


* Примечание. Уникальность работы указана на дату публикации, текущее значение может отличаться от указанного.