Физические величины - Бабичев А.Н.
ISBN 5-283-04013-5
Скачать (прямая ссылка):
D12 = kTlforq,
(17.9)
где г — радиус большой молекулы, форма которой аппроксимируется сферой; Г) — динамическая вязкость жидкости. В соотношении (17.9), которое справедливо для многих систем, величина г остается неопределенным параметром, который обычно известен с точностью до множителя 2.
Диффузия в растворах. Коэффициенты диффузии для многих слабых растворов хорошо аппроксимируются следующим эмпирическим выражением [5]:
KiK2
(17.10)
где Ki — коэффициент, не зависящий от свойств растворителя, a K2—коэффициент, не зависящий от свойств растворенного вещества. Коэффициенты Ki и Ki зависят от температуры, однако если известно значение Di2 при температуре Tt, то величина Di2(T2) может быть определена на основании следующего соотношения:
D12(Ta) = D12 (Tt)
"-(T1)
Ъ(Т2)
(17.11)
где т]2(7"2), і]2(Ті) —динамическая вязкость растворителя при температурах T2 и Ti соответственно. Погрешность, характеризующая соотношения (17.10) и (17.11), составляет десятки процентов. Подобная погрешность вообще характеризует имеющуюся информацию о коэффициентах диффузии в жидкостях. Значения Ki и K2 представлены в табл. 17.9 и 17.10.
Коэффициент диффузии в сильноразбавленном растворе электролита выражается соотношением
Д
RT [1/п+ + 1/п-] [1/А+ + 1А-] F
(17.12)
D-D0 (Г/273)" exp (-S/T),
(17.8)
где ?=8,314 Дж/(К-моль) — газовая постоянная; T — температура; Xo+, — проводимость раствора по положительным и отрицательным ионам в пределе нулевых концентраций, А-г==экв/(см4-В); п+, tr —валентности катиона и аниона соответственно; F=96 485 Кл/моль — число Фарадея. Значения ионной проводимости Xoi некоторых водных растворов приведены в табл. 17.11. Значения коэффициента диффузии некоторых веществ, растворенных в воде, приведены в табл. 17.12 и 17.13. Следует отметить, что в жидкостях, где существенную роль в процессе диффузии играет многочастичное взаимодействие, неприменимы соотношения взаимности, т. е. Di2=^Dsi
В табл. 17.14—17.20 приведены значения коэффициента диффузии в различных жидкостях и расплавах.
376 Таблица 17.3. Погрешность значения коэффициента диффузии для систем трех групп, %
He—Ne, Не —Ar, Не
... ..., Kr, Не —Xe: Ne — Ar, Ne-Kr,
Ne — Xe, Ar —Kr, Ar —Xe, Kr —Xe, H2-N2 3He-4He, He-H2, He-N2, Не —СО, He-O2, Не — воздух, He-CO2, H2-Ne, H2-Ar, H2-Kr, H2-D2, СО— воздух, CO-CO2, N2-Ar, N2-CO, N2-CO2 Ar-CH4, Ar —СО, Ar-CO2, Ar —воздух, Ar-SFe, H2-Xe, H2-CH4, H2-O2, H2-SFe, CH4-He, CH4-N2, CH4-O2, CH4-воздух, CH4-SFe, N2-Ne, N„ — Kr. v„ ы пи N0-O2, N2-SFf,, О» — Ar, О,
N2-Xe, N2-CH4, N2-O2, N2-SF6, O^- Ar, O9-CO2, O2-SF6, CO2- воздух, CO2-N2O, CO2-SF6, SF6-He, SF6 — воздух, СО — Kr, СО — O2 , СО — воздух, СО — CO2, CO-SF6
Температура, К
Таблица 17.4. Погрешность значений коэффициентов взаимной диффузии для систем IV группы
Система Интервал температур, К Погрешность, %
H2O - N2 282—373 4
H2O - O2 282—1070 7
H2O- воздух 282—1070 5—10
H2O - CO2 296—1640 7-10
CO2-Ne 195—625 3—5
CO2-C3H8 298—550 3-5
H-Ha 300 5
1000 30
H-N2; O-N2; 300 10
O-O2 1000 25
H-He; H-Ar; 300 15
O-He; O-Ar 1000 30
Таблица 17.5 Параметры выражения (17.7), действительные в температурном интервале T1—IO4 К [2]
Система D0, cmz/с « S, К S', K2 T1, К Группа точности
3He-4He 1,55 1,501 —0,963 1,87 1,894 1,74 II
Ne - Ne 0,235 1,509 _ 65 I
He-Ar 0,635 1,552 1,71 _ 77 I
He-Kr 0,503 1,609 —32,65 2036 77 I
He-Xe 0,391 1,644 —68,87 5416 169 I
He-H2 1,32 0,613 1,510 — — 90 II
Не - N2 1,524 _ _ 77 II
He-CO 0,613 1,524 _ _ 77 II
Ne-Ar 0,278 1,546 1,82 1170 90 I
Ne-Kr 0,242 1,555 20,4 — 112 I
Ne-Xe 0,197 1,584 10,1 — 169 I
Ar-Kr 0,14 1,556 47,3 „ 169 I
Ar-Xe 0,122 1,563 59,9 39,8 _ 169 I
Ar - N2 0,79 1,519 _ 242 II
Kr-Xe 0,0812 1,608 52,7 — 169 I
Kr-H2 0,664 1,564 26,4 — 77 II
H2-D2 0,99 1,500 6,072 38,10 14 II
H2-N2 0,66 1,548 —280 1067 65 I
H2-CO 0,66 1,548 -2,80 1077 65 II
N2-CO 0,175 1,576 36,2 3825 78 II
Таблица 17.6. Параметры эмпирической зависимости (17.8) [2]
Система D0, см"/с « S, К Температурный интервал, К Группа точности
Не — CH4 0,57 1,750 298—IO4 III
He-O2 Не — воздух Не - CO2 0,45 0,62 0,52 1,710 1,729 1,720 244_Io4 II II II
244_i?4
_ 200—530
Не — SF6 0,35 1,627 — 290—IO4 III
Ne-H2 0,99 1,731 1,743 — 90—IO4 II
Ne-N2 0,28 — 293—IO4 III
Ne-CO 0,22 1,776 — 195—625 III
Ar — CH4 0,172 1,785 — 307—IO4 III
Ar-N2 Ar-CO 0,17 0,17 1,752 1,752 244_IO4 II III
_ 244—IO4
Ar-O2 0,167 1,736 — 243—IO4 III
Ar — воздух 0,165 1,749 — 244—IO4 III
Ar — CO2 0,177 1,646 89,1 276—1800 III
Ar - SFe 0,114 1,596 145,4 328—IO4 III
Kr - N2" 0,13 1,766 — 248—IO4 III
Kr-CO 0,13 1,766 2 248—IO4 III
Xe-H2 0,54 1,712 16,9 242—IO4 III
Xe-N2 0,106 1,789 — 242—IO4 III
H2 — CH4 0,62 1,765 — 293—IO4 III
H2-O2 0,69 1,732 — 252—IO4 III
H2 — воздух 0,66 0,56 1,750 — 252—IO4 II
H2 - CO2 1,750 11,7 200—550 II
H2 - SF6 0,52 1,570 102,5 298—IO4 III
CH4 - N2 0,2 1,750 — 298—IO4 III
CH4-O2 0,22 1,695 44,2 294—IO4 III
CH4 — воздух 0,186 1,747 — 298—IO4 III
