Большая Энциклопедия Нефти и Газа. Температура испарения стали
Температура кипения и плавления металлов, температура плавления стали
Температура кипения и плавления металлов
В таблице представлена температура плавления металлов tпл, их температура кипения tк при атмосферном давлении, плотность металлов ρ при 25°С и теплопроводность λ при 27°С.
Температура плавления металлов, а также их плотность и теплопроводность приведены в таблице для следующих металлов: актиний Ac, серебро Ag, алюминий Al, золото Au, барий Ba, берилий Be, висмут Bi, кальций Ca, кадмий Cd, кобальт Co, хром Cr, цезий Cs, медь Cu, железо Fe, галлий Ga, гафний Hf, ртуть Hg, индий In, иридий Ir, калий K, литий Li, магний Mg, марганец Mn, молибден Mo, натрий Na, ниобий Nb, никель Ni, нептуний Np, осмий Os, протактиний Pa, свинец Pb, палладий Pd, полоний Po, платина Pt, плутоний Pu, радий Ra, рубидий Pb, рений Re, родий Rh, рутений Ru, сурьма Sb, олово Sn, стронций Sr, тантал Ta, технеций Tc, торий Th, титан Ti, таллий Tl, уран U, ванадий V, вольфрам W, цинк Zn, цирконий Zr.
По данным таблицы видно, что температура плавления металлов изменяется в широком диапазоне (от -38,83°С у ртути до 3422°С у вольфрама). Низкой положительной температурой плавления обладают такие металлы, как литий (18,05°С), цезий (28,44°С), рубидий (39,3°С) и другие щелочные металлы.
Наиболее тугоплавкими являются следующие металлы: гафний, иридий, молибден, ниобий, осмий, рений, рутений, тантал, технеций, вольфрам. Температура плавления этих металлов выше 2000°С.
Приведем примеры температуры плавления металлов, широко применяемых в промышленности и в быту:
- температура плавления алюминия 660,32 °С;
- температура плавления меди 1084,62 °С;
- температура плавления свинца 327,46 °С;
- температура плавления золота 1064,18 °С;
- температура плавления олова 231,93 °С;
- температура плавления серебра 961,78 °С;
- температура плавления ртути -38,83°С.
Максимальной температурой кипения из металлов, представленных в таблице, обладает рений Re — она составляет 5596°С. Также высокими температурами кипения обладают металлы, относящиеся к группе с высокой температурой плавления.
Плотность металлов в таблице находится в диапазоне от 0,534 до 22,59 г/см3, то есть самым легким металлом является литий, а самым тяжелым металлом осмий. Следует отметить, что осмий имеет плотность большую, чем плотность урана и даже плутония при комнатной температуре.
Теплопроводность металлов в таблице изменяется от 6,3 до 427 Вт/(м·град), таким образом хуже всего проводит тепло такой металл, как нептуний, а лучшим теплопроводящим металлом является серебро.
Температура плавления стали
Представлена таблица значений температуры плавления стали распространенных марок. Рассмотрены стали для отливок, конструкционные, жаропрочные, углеродистые и другие классы сталей.
Температура плавления стали находится в диапазоне от 1350 до 1535°С. Стали в таблице расположены в порядке возрастания их температуры плавления.
| Стали для отливок Х28Л и Х34Л | 1350 | Коррозионно-стойкая жаропрочная 12Х18Н9Т | 1425 |
| Сталь конструкционная 12Х18Н10Т | 1400 | Жаропрочная высоколегированная 20Х23Н13 | 1440 |
| Жаропрочная высоколегированная 20Х20Н14С2 | 1400 | Жаропрочная высоколегированная 40Х10С2М | 1480 |
| Жаропрочная высоколегированная 20Х25Н20С2 | 1400 | Сталь коррозионно-стойкая Х25С3Н (ЭИ261) | 1480 |
| Сталь конструкционная 12Х18Н10 | 1410 | Жаропрочная высоколегированная 40Х9С2 (ЭСХ8) | 1480 |
| Коррозионно-стойкая жаропрочная 12Х18Н9 | 1410 | Коррозионно-стойкие обыкновенные 95Х18…15Х28 | 1500 |
| Сталь жаропрочная Х20Н35 | 1410 | Коррозионно-стойкая жаропрочная 15Х25Т (ЭИ439) | 1500 |
| Жаропрочная высоколегированная 20Х23Н18 (ЭИ417) | 1415 | Углеродистые стали | 1535 |
Источники:
- Волков А.И., Жарский И.М. Большой химический справочник. — М: Советская школа, 2005. — 608 с.
- Промышленные печи. Справочное руководство для расчетов и проектирования. 2–е издание, дополненное и переработанное, Казанцев Е.И. М., «Металлургия», 1975.- 368 с.
- Физические величины. Справочник. А.П. Бабичев, Н.А. Бабушкина, А.М. Братковский и др.; Под ред. И.С. Григорьева, Е.З. Мейлихова. — М.:Энергоатомиздат, 1991. — 1232 с.
thermalinfo.ru
Металлы испарение - Справочник химика 21
При автоэлектронной эмиссии вырывание электронов из катода осуществляется полем. Поэтому напряженность поля в прикатодной области, а значит, и плотность положительного пространственного заряда должны быть еще выше. Соответственно и плотность тока должна быть больше, что возможно лишь при больших плотностях газа и пара. Поэтому образование дуги с холодным катодом связано всегда с испарением материала катода. Образование дуги с автоэлектронной или термоэлектронной эмиссией в каждом отдельном случае зависит от того, какой вид эмиссии при разогреве катода начинается раньше. У тугоплавких металлов испарение материала начинается тогда, когда уже установилась развитая термоэлектронная эмиссия. У материалов с низкой температурой испарения она достигает значительных величин раньше, чем появляется термоэлектронная эмиссия, и поэтому начинает действовать механизм автоэлектронной эмиссии. В анодной области образуется сравнительно мало новых заряженных частиц, и большинство попадающих на анод электронов приходит из области столба дуги. [c.30] Обогащение с помощью селективного испарения тем эффективнее, чем больше различие между температурами кипения разделяемых металлов. Испарение в вакууме понижает температуру кипения. Это может увеличить относительную разность давления паров компонентов с близкими температурами кипения и улучшить степень их разделения. Поэтому обогащение возможно даже в случае малого различия между температурами кипения. [c.32]Коэффициенты аккомодации паров на твердых телах в большинстве случаев неизвестны. Имеющиеся данные ограничены обычными газами на чистых поверхностях некоторых металлов, таких как Мо и W [214—217]. Величины этих коэффициентов при комнатной температуре лежат в пределах от 0,1 до 0,5, причем коэффициент для кислорода лежит в нижней части этого диапазона. Коэффициенты конденсации металлов обычно принимаются равными единице, поскольку частота столкновения атомов с поверхностью при вакуумном испарении соответствует давлениям, которые много больше равновесных давлений при обычно используемых температурах подложки. Экспериментально показано, что скорость конденсации металлов, испаренных из одного и того же испарителя при идентичных условиях, не зависит от температуры подложки в диапазоне от — 195 °С до нескольких сотен градусов Цельсия. Для некоторых металлов измеренные коэффициенты конденсации действительно близки к единице (см. [35], стр. 117). [c.113]
Схватывание контактирующихся тел существенно зависит от их чистоты и однородности. Если с поверхности металлов испарением в вакууме удалить окисные или какие-либо другие пленки, то чистые поверхности большей части металлов схватываются уже при комнатной температуре [6, 17]. В этом случае термин трение теряет смысл, так как при относительном перемещении поверхностей схватывание еще больше возрастает и скольжение становится невозможным. Температура нагрева металлов в вакууме, обеспечивающая испарение окислов с поверхности, для разных металлов различна. Так, полностью окись удаляется с поверхности никеля в вакууме (остаточное давление 2 10 мм рт. ст.) при 800 °К, а с поверхности платины —при 1500 °К. После остывания в вакууме до комнатной температуры скольжение этих металлов становится невозможным из-за схватывания. Аналогичные результаты получены для меди, железа, стали и серебра. Схватывания золота, молибдена и некоторых других металлов В этих условиях не наблюдалось. При трении их [c.23]
К высокотемпературным относятся такие важнейшие процессы химической технологии, как пиролиз, газификация и гидрирование различных видов топлива, сушка, обжиг, кальцинация, диссоциация, спекание и плавление различных минералов, выплавка металлов, испарение, возгонка, разложение и сжигание неорганических и органических веществ, а также ряд других процессов электротермии, металлургии и силикатной промышленности. Большая часть газовых гетерогенно-каталитических реакций также протекает при высоких температурах. [c.81]
Согласно одному из способов при давлении аргона 50— 500 Па образуются зерна металлов, которые для предупреждения последующего роста слегка окисляют введением в реакционную среду малых количеств кислорода. Размеры ДФ пропорциональны давлению и мольной массе Не, Аг или Хе и составляют для и 2п — 8—800 нм, для А1 и Си — 5—2000 нм. Условия получения ДФ различных металлов испарением в инертной атмосфере и вакууме зависят от природы металла и обусловлены значением их парциальных давлений, определяемых температурой. Условия испарения приведены на диаграмме р—Т (см. рис. 3.1). [c.108]
С) стали и вытеснение ее атомами защитного газа (аргона), которые гораздо тяжелее атомов серы, на периферию плазменной дуги с температурой 2000 — 1000 °С, где атомы серы соединяются с кислородом в ЗОг, 50 и удаляются из зоны реакции в атмосферу. Процесс протекает при высокой температуре и интенсивном перемешивании расплавленного металла. Значительный температурный градиент оказывает влияние на поверхностное натяжение и усадку и приводит к изменению топографии поверхности переплавленного слоя металла. Испарение серы зависит от температуры плазмы, размера частиц, времени пребывания в плазме, физических свойств частиц плазмообразующего газа и ряда других факторов и с термодинамической точки зрения представляет переход вещества из одной фазы в другую, проходящий при постоянной температуре и неизменном давлении. Процесс получения максимального выхода серы в виде 5, 50, 50г, 5гО при минимальном выгорании легирующих элементов оптимизировали расчетным путем по минимальной загрязненности поверхности примесями (сульфидами, оксисульфидами). При предъявлении требований к чистоте поверхности и переплавленному слою подбирали режимы переплава таким образом, чтобы, варьируя температуру, соотношение компонентов защитного газа (Аг, О2), время пребывания металла в расплавленном состоянии, переплавленный слой металла был мало загрязнен различными примесями и это согласовалось с кинетикой окислительновосстановительного процесса. Применение первого вариационного принципа химической термодинамики для определения равновесных параметров многокомпонентных гетерогенных систем показало, что интенсивное окисление серы кислородом в газовой фазе происходит при высоких температурах (2500 — 3000 °С), которые достигаются при нагреве металла низкотемпературной плазмой в защитной среде, содержащей 95 % Аг + 5 % О2 (рис. 165). Процесс десульфирования путем переплава поверхности металла может быть представлен как ступенчатый, заключающийся в последовательном переходе атомов через различные фазы металл —пар с последующим окислением в области низких температур и удалении в атмосферу в виде молекул и атомов. Наряду с удалением из расплава 5, 502, 50 путем выноса их на поверхность жидкого металла происходит частичное растворение и измельчение неметаллических включений, что приводит к снижению балла по сульфидным включениям. Экспе- [c.392]
Исходный состав припоя в процессе пайки может меняться не только вследствие растворения в нем основного металла, но и в результате избирательной диффузии компонентов припоя в основной металл, испарения наиболее летучих компонентов припоя, окисления и удаления в шлак за счет газовой фазы или окислов основного металла. Повышение температуры затвердевания припоя как вследствие диффузии его компонентов в основной металл и растворения в нем основного металла, так и в результате испарения отдельных компонентов, возможно лишь при наличии иа диаграмме состояния соответствующих систем области твердых растворов. [c.251]
Итак, воздействие лазерного излучения на вещество может ииициироватЕ) химические реакции как по тепловому, так и по фотохимическому механизму. Поэтому техническое использование лазера связано как с физическими, так и с химическими превращениями материала, например газолазерная резка и сварка металлов, испарение веществ с целью нанесения пленочных покрытий, термическая обработка и легирование металлов и полупроводников. Весьма перспективным представляется примеиенне [c.105]
Химическое восстановление ссргб-ра,. меди, золота, нанесение паст с последующим обжигом, термическое разложение соединений металла, испарение и распыление в вакууме [c.10]
Испарение. Способы атомизации вещества. Атомизацию вещества для лазерного фотоионизационного метода можно осуществить различными способами. Наиболее прост и широко распространён термический метод испарения из тиглей. Полый катод [15] и высокочастотный индукционный нагрев также могут обеспечить испарение практически любого металла. Испарение в электрической дуге приводит к большой степени ионизации и поэтому неприменимо в качестве источника пара для АВЛИС-методики. Высокие температуры плавления и испарения часто создают непреодолимые трудности в выборе материала для тиглей. В этих случаях для испарения тугоплавких и сильно реакционных материалов в технике часто применяется метод испарения из самого себя , или гарнисаж. Источником энергии в этих случаях является электронный луч или свет лазера. [c.379]
В случае синтеза ультрадисперсных порошков илаз-мохимическим методом исходные сырьевые компоненты используются в различных агрегатных состояниях, а плазмохимическая реакция происходит в газовой среде с последующей конденсацией твердого иорошка при охлаждении. При этом следует учитывать энергию, затрачиваемую на фазовые превращения в сырье (если они происходят внугри реактора — плавление металла, испарение капель жидкого сырья) и на нагрев транспортирующего газа до темпфатуры реакции. Под транспортирующим газом понимают вспомогательную газовую струю, обеспечивающую образование аэрозольного пылевого облака из порошкообразного сырья (эмпирически найденная норма расхода 0,3-0,4 м /ч на 1 кг порошка). Исходя из необходимой полезной мощности и принятой единичной мощности плазмотрона, находят число плазмотронов и, следовательно, определяют количество реакторов и выделяемую в них мощность. Ддя обеспечения передачи мощности из плазмотрона в реактор рассчитьшают количество плазмообразующею газа (с учетом его энтальпии нри температуре реакции). При вычислении объема реактора необходимо учитывать увеличение суммарного объема газов при пиролизе сырья. [c.673]
Конкретные программы разработаны для автоматического определения платины, палладия и родия в серебре. Предварительными исследованиями было показано, что в случае серебряных сплавов оптимальной формой основы, удобной для термической отгонки является Ag l, который испаряется при нагревании без разложения. Температура его отгонки в электротермическом атомизаторе на несколько сот градусов ниже температуры испарения в тех же условиях основной массы платиновых металлов. Испарение же основы в виде металла (серебра) происходит при температуре, близкой к температуре испарения платины, палладия и родия, в электротермическом атомизаторе, что приводит к потерям п.чатиповых металлов, а также не позволяет применять при анализе жидкие стандартные растворы. Процесс превращения серебра в Ag l не вызывает особых затруднений 1 мг серебра может быть переведен в хлорид последовательной обработкой "НКОз и НС1 в течение 1—2 мин. В результате такой обработки и последующей сушки образец переводится в состояние мелкодисперсного порошка. Этим достигаются унификация проб, независимость от первоначальной формы и структуры образца. Платиновые металлы, находящиеся в сплаве, под действием кислот частично переходят в раствор, однако полнота растворения при нашем способе роли не играет, так как после стадии термического разложения в атомизаторе снова имеем металл. Это позволяет применить растворы хлоридов платиновых металлов в качестве стандартов. [c.118]
Метод теневых покрытий заключается в том, что на исследуемые объекты наносится испарением в вакууме тонкий слой металла. Испарение производится под очень малым углом с металлической спирали, удаленной на сравнительно большое расстояние от объекта. На неровностях объекта, обра-ш,енных к спирали, откладывается слой металла, который отбрасывает тень на его другую сторону. По длине образующихся теней можно судить о величине всевозможных выступов на поверхности. При исследовании таких препаратов под электронным микроскопом получаются изображения с очень высокой контрастностью, что позволяет значительно повысить разрешение и видимость вплоть до частиц диаметром 40 А (в случае волокна — до 15 А). [c.111]
В случае амернция — наиболее летучего и менее тяжелого актинидного металла — следует избегать продолжительного нагревания при высоких температурах для предотвращения потерь этого металла испарением. [c.117]
Оригинальная аппаратура была разработана для определения давления нара жидких металлов и жидких сплавов [110—112]. ]Да рис. 40 представлена схема прибора для определения давления пара нащких металлов. Испарение производилось из керамического тигля 1, который закреплялся на кварцевой подставке внутри кварцевого прибора, верхней частью которого был коидепсационный колпак 5. Основапие 8 и колпак соединялись шлифами. Перед измерением прибор эвакуировался, и металл в тигле нагревался внешним индуктором 4. Определение температуры велось или оптическим пирометром через окошечко в шлифе 6, или термопарой 3. Последняя показывала температуру, отличную от температуры металла в тигле, поэтому при расчетах учитывался существующий внутри прибора градиент температур. [c.36]
chem21.info
Испарение - металл - Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1
Испарение - металл
Cтраница 1
Испарение металла может происходить из тигля, или же металл поступает в зону нагрева и испарения в виде проволоки, в виде впрыскиваемого металлического порошка или в струе жидкости. Подвод энергии может осуществляться непосредственным нагревом, пропусканием электрического тока через проволоку, электродуговым разрядом в плазме, индукционным нагревом токами высокой и сверхвысокой частоты, лазерным излучением, электронно - лучевым нагревом. Испарение и конденсация могут происходить в вакууме, в неподвижном инертном газе, в потоке газа, в том числе в струе плазмы. [1]
Испарение металлов в вакууме основано на том, что в условиях глубокого вакуума ( 10 - 3 - 15 - 5 мм рт. ст.) металл нагревают до температуры, при которой он интенсивно испаряется и, осаждаясь на поверхности изделий и стенках вакуум-камеры, образует тонкую пленку. Этим способом можно осаждать почти все наиболее распространенные металлы: алюминий, железо, хром, медь, свинец, никель, цинк, олово, серебро, золото и другие, а также некоторые окислы и соли, применяемые для защиты осажденного слоя металла. [2]
Для испарения металлов, плохо удерживающихся на нитях, а также диэлектрических соединений изготавливают испарители из тонких листовых металлов, придавая им форму лодочек или неглубоких тиглей. Для испарения порошкообразных материалов применяют испарители в виде лодочек с сетчатой крышкой, которая предотвращает разбрасывание материала при испарении вследствие образования повышенного давления пара в глубине испарителя - в месте контакта испаряемого материала и нагревателя. [3]
Рассмотрим испарение металла в вакууме в замкнутом объеме и при постоянной температуре. С течением времени скорость испарения уменьшится, так как часть атомов металла из пара возвратится на его поверхность. Очевидно, что скорость этого обратного процесса конденсации возрастает по мере увеличения плотности пара. [4]
Для испарения металла можно пропускать электрический ток непосредственно через ленту или проволоку из испаряемого металла или же использовать в качестве нагревательного элемента проволоку или спираль из тугоплавкого металла ( вольфрам, молибден), на которой укрепляется кусок испаряемого металла. При нагреве металл, плавясь, превращается в каплю, которая затем постепенно испаряется. [5]
Для испарения нужных металлов применяются испарители из вольфрамовой проволоки, нагреваемой пропусканием тока. Вольфрам особенно пригоден для этой цели, так как его давление пара при 2 600 К еще не превышает 10 - 6 мм рт. ст.; таким образом, им можно пользоваться для испарения любого металла. [6]
Процесс испарения металлов и различных химических соединений имеет важное значение, так как он является основой производства ртути, цинка, магния, мышьяка и других металлов, а также при получении минеральных пигментов. [7]
Процесс испарения металлов подчиняется общим закономерностям обратимых реакций. [8]
Метод испарения металла в вакууме заключается в нагреве определенной порции металла в вакуумной камере, испарении его и осаждении паров металла на поверхности диэлектрика, также находящегося в вакуумной камере. Применение вакуума ( остаточное давление порядка 10 1 - 10 - 4 мм рт. ст.) обеспечивает отсутствие окисления испаряемого металла, снижение его точки кипения и получение прямолинейного движения атомов металла от испарителя к поверхности диэлектрика. Этот метод металлизации пригоден как для неорганических, так и для органических диэлектриков. [10]
Влияние испарения металлов на выход по току во многих процессах сравнительно невелико, так как электролиз ведется по возможности при более низких температурах. Лишь в отдельных случаях, например при электролизе расплавленного CdCl2, испарение катодного продукта является основной причиной потерь. Наиболее существенные потери продуктов электролиза происходят за счет растворимости катодных и анодных продуктов, диффузии их по направлению друг к другу, воссоединения разложенного при электролизе вещества, окисления растворенного металла атмосферным кислородом, и некоторых других побочных процессов. [11]
Способ испарения металла в вакууме известен с 1890 г., но только в последнее время получил исключительно широкое практическое применение. [12]
Способ испарения металлов в вакууме относительно дорог и требует довольно сложной аппаратуры, но зато применение его обеспечивает высокое качество продукции. Кроме того, этот способ применяют для получения таких пленок металла, которые другим путем получить нельзя, например пленок алюминия. [13]
При испарении металла или сплава на холодных изоляционных частях осаждается проводящая пленка, изменяются размеры деталей, и расстояния между ними, что приводит к ухудшению параметров электровакуумных приборов. Поэтому желательно, чтобы давление Ps и пропорциональная ему интенсивность испарения w были возможно ниже при рабочей температуре вакуумного металла. Среди других характеристик важное значение имеет также температурный коэффициент линейного расширения материалов ТК1 и помимо обычных механических характеристик - предел ползучести on ( M, определяющий нагрузку, при которой в области высоких температур материал начинает непрерывно течь. Это приводит, например, к провисанию сеток и катодных спиралей. От величины тпол в значительной мере зависит фор-моустойчивость при высоких температурах. Металлы и сплавы должны быть химически инертны, особенно по отношению к газам, так как в ходе производства элементов прибора может происходить поглощение газов, образование сульфидов, оксидов и других вредных примесей, трудно удаляемых при откачке лампы. В электровакуумной технике используется ряд металлов и сплавов; здесь рассматриваются никель и железо, основные тугоплавкие металлы и их сплавы, а также сплавы для вводов и электровакуумные припои. [14]
При испарении металлов основным видом частиц в газовой фазе являются одиночные атомы металла и лишь небольшую часть ( обычно меньше 0 1 %) составляют двухатомные молекулы. Как следует из табл. 4, существует несколько элементов ( С, S, Se, Те, Р, As, Sb), пары которых состоят из многоатомных молекул. При испарении соединений переходе газообразное состояние обычно сопровождается изменением вида молекулы. [15]
Страницы: 1 2 3 4
www.ngpedia.ru
Почему испарение жидкости происходит при любой температуре?
Испарение жидкости происходит при любой температуре и тем быстрее, чем выше температура, больше площадь свободной поверхности испаряющейся жидкости и быстрее удаляются образовавшиеся над жидкостью пары.
При некоторой определенной температуре, зависящей от природы жидкости и давления, под которым она находится, начинается парообразование во всей массе жидкости. Этот процесс называется кипением.
Это процесс интенсивного парообразования не только со свободной поверхности, но и в объеме жидкости. В объеме образуются пузыри, заполненные насыщенным паром. Они поднимаются вверх под действием выталкивающей силы и разрываются на поверхности. Центрами их образования являются мельчайшие пузырьки посторонних газов или частиц различных примесей.
Если пузырек имеет размеры порядка нескольких миллиметров и более, то вторым слагаемым можно пренебречь и, следовательно, для больших пузырьков при неизменном внешнем давлении жидкость закипает, когда давление насыщенного пара в пузырьках становится равным внешнему давлению.
В результате хаотического движения над поверхностью жидкости молекула пара, попадая в сферу действия молекулярных сил, вновь возвращается в жидкость. Этот процесс называется конденсацией.
Испарение и кипение
Испарение и кипение – это два способа перехода жидкости в газ (пар). Сам процесс такого перехода называется парообразованием. То есть испарение и кипение – это способы парообразования. Между этими двумя способами есть существенные отличия.
Испарение происходит только с поверхности жидкости. Оно является результатом того, что молекулы любой жидкости постоянно перемещаются. Причем скорость у молекул разная. Молекулы с достаточно большой скоростью, оказавшись на поверхности, могут преодолеть силу притяжения других молекул и оказаться в воздухе. Молекулы воды, находящиеся по отдельности в воздухе, как раз и образуют пар. Увидеть глазами пар невозможно. То, что мы видим, как водяной туман, это уже результат конденсации (обратный парообразованию процесс), когда при охлаждении пар собирается в виде мельчайших капелек.
В результате испарения сама жидкость охлаждается, так как ее покидают наиболее быстрые молекулы. Как известно, температура как раз определяется скоростью движения молекул вещества, то есть их кинетической энергией.
Скорость испарения зависит от многих причин. Во-первых, она зависит от температуры жидкости. Чем температура выше, тем испарение быстрее. Это и понятно, так как молекулы двигаются быстрее, а значит, им легче вырваться с поверхности. Скорость испарения зависит от вещества. У одних веществ молекулы притягиваются сильнее, и следовательно, труднее вылетают, а у других – слабее, и следовательно, легче покидают жидкость. Испарение также зависит от площади поверхности, насыщенности воздуха паром, ветра.
Самое главное, что отличает испарение от кипения, это то, что испарение протекает при любой температуре, и оно протекает только с поверхности жидкости.
В отличие от испарения, кипение протекает только при определенной температуре. Для каждого вещества, находящегося в жидком состоянии, характерна своя температура кипения. Например, вода при нормальном атмосферном давлении кипит при 100 °C, а спирт при 78 °C. Однако с понижением атмосферного давления температура кипения всех веществ немного понижается.
При кипении из воды выделяется растворенный в ней воздух. Поскольку сосуд обычно нагревают снизу, то в нижних слоях воды температура оказывается выше, и пузыри сначала образуются именно там. В эти пузыри испаряется вода, и они насыщаются водяным паром.
Так как пузыри легче самой воды, то они поднимаются вверх. Из-за того, что верхние слои воды не прогрелись до температуры кипения, пузыри остывают и пар в них обратно конденсируется в воду, пузыри становятся тяжелее и снова опускаются.
Когда все слои жидкости прогреваются до температуры кипения, то пузыри уже не опускаются, а поднимаются на поверхность и лопаются. Пар из них оказывается в воздухе. Таким образом, при кипении процесс парообразования происходит не на поверхности жидкости, а по всей ее толще в образующихся пузырьках воздуха. В отличие от испарения, кипение возможно лишь при определенной температуре.
Следует понимать, что когда жидкость кипит, то происходит и обычное испарение с ее поверхности.
От чего зависит скорость испарения жидкости?
Мерой скорости испарения является количество вещества, улетающего в единицу времени с единицы свободной поверхности жидкости. Английский физик и химик Д. Дальтон в начале XIX в. нашел, что скорость испарения пропорциональна разности между давлением насыщенного пара при температуре испаряющейся жидкости и действительным давлением того реального пара, который над жидкостью имеется. Если жидкость и пар находятся в равновесии, то скорость испарения равна нулю. Точнее, оно происходит, но с той же скоростью происходит и обратный процесс – конденсация (переход вещества из газообразного или парообразного состояния в жидкое). Скорость испарения зависит также от того, происходит ли оно в спокойной атмосфере или движущейся; скорость его увеличивается, если образующийся пар сдувается потоком воздуха или откачивается насосом.
Если испарение происходит из жидкого раствора, то разные вещества испаряются с разной скоростью. Скорость испарения данного вещества уменьшается с увеличением давления посторонних газов, например воздуха. Поэтому испарение в пустоту происходит с наибольшей скоростью. Напротив, добавляя в сосуд посторонний, инертный газ, можно очень сильно замедлить испарение.
Иногда испарением называют также сублимацию, или возгонку, т. е. переход твердого вещества в газообразное состояние. Почти все их закономерности действительно похожи. Теплота сублимации больше теплоты испарения приблизительно на теплоту плавления.
Итак, скорость испарения зависит от:
- Рода жидкости. Быстрее испаряется та жидкость, молекулы которой притягиваются друг к другу с меньшей силой. Ведь в этом случае преодолеть притяжение и вылететь из жидкости может большее число молекул.
- Испарение происходит тем быстрее, чем выше температура жидкости. Чем выше температура жидкости, тем больше в ней число быстро движущихся молекул, способных преодолеть силы притяжения окружающих молекул и вылететь с поверхности жидкости.
- Скорость испарения жидкости зависит от площади её поверхности. Эта причина объясняется тем, что жидкость испаряется с поверхности, и чем больше площадь поверхности жидкости, тем большее число молекул одновременно вылетает с неё в воздух.
- Испарение жидкости происходит быстрее при ветре. Одновременно с переходом молекул из жидкости в пар происходит и обратный процесс. Беспорядочно двигаясь над поверхностью жидкости, часть молекул, покинувших её, снова в неё возвращается. Поэтому масса жидкости в закрытом сосуде не изменяется, хотя жидкость продолжает испаряться.
Выводы
Мы говорим, что вода испаряется. Но что это значит? Испарение – это процесс, при котором жидкость на воздухе быстро становится газом или паром. Многие жидкости испаряются очень быстро, гораздо быстрее, чем вода. Это относится к алкоголю, бензину, нашатырному спирту. Некоторые жидкости, например ртуть, испаряются очень медленно.
Из-за чего происходит испарение? Чтобы понять это, надо кое-что представлять о природе материи. Насколько мы знаем, каждое вещество состоит из молекул. Две силы оказывают воздействие на эти молекулы. Одна из них – сцепление, которое притягивает их друг к другу. Другая – это тепловое движение отдельных молекул, которое заставляет их разлетаться.
Если сила сцепления выше, вещество остается в твердом состоянии. Если же тепловое движение настолько сильно, что оно превосходит сцепление, то вещество становится или является газом. Если две силы примерло уравновешены, то тогда мы имеем жидкость.
Вода, конечно, является жидкостью. Но на поверхности жидкости есть молекулы, которые движутся настолько быстро, что преодолевают силу сцепления и улетают в пространство. Процесс вылета молекул и называется испарением.
Почему вода испаряется быстрее, когда она находится на солнце или нагревается? Чем выше температура, тем интенсивнее тепловое движение в жидкости. Это значит, что все большее количество молекул набирает достаточную скорость, чтобы улететь. Когда улетают самые быстрые молекулы, скорость оставшихся молекул в среднем замедляется. Почему остающаяся жидкость охлаждается за счет испарения.
Так что, когда вода высыхает, это означает, что она превратилась в газ или пар и стала частью воздуха.
Видео
Источники
mfina.ru
Почему испарение жидкости происходит при любой температуре ?
Потому что молекулы в жидкости движутся с разными скоростями, и наиболее "быстрые" молекулы покидают жидкость совсем ( это и есть испарение) , но чем выше температура, тем быстрее движутся молекулы и быстрее идёт испарение.
ИСПАРЕНИЕ - это парообразование с поверхности жидкости. При этом жидкость покидают более быстрые молекулы, обладающие большей скоростью. При любой температуре в жидкости находятся такие молекулы, которые обладают достаточной кинетической энергией, чтобы преодолеть силы сцепления между молекулами и совершить работу выхода из жидкости. Скорость испарения жидкости зависит от: 1) от рода вещества; 2) от площади поверхности испарения; 3) от температуры жидкости; 4) от скорости удаления паров с поверхности жидкости, т. е. от наличия ветра. Испарение происходит при любой температуре. С повышением температуры скорость испарения жидкости возрастает, так как возрастает средняя кинетическая энергия ее молекул, а следовательно, возрастает и число таких молекул, у которых кинетическая энергия достаточна для испарения. Скорость испарения возрастает и при ветре, который удаляет с поверхности жидкости ее пар и тем самым препятствует возвращению молекул в жидкость.
слабые молекулярные связи! скорость испарения прямопропорциональна температуре и обратнопропорциональна давлению и плотности !
кинетическая энергия
Молекулы в воде двигаются хаотично и с разными скоростями, наиболее быстрые из них вылетают из жидкости (собственно испарение), однако с повышением температуры скорость молекул увеличиваются, соответственно испарение происходит быстрее
Молекулы в воде двигаются хаотично и с разными скоростями, наиболее быстрые из них вылетают из жидкости (собственно испарение), однако с повышением температуры скорость молекул увеличивается, соответственно испарение происходит быстрее, а если проще, то жидкость может испаряться при любой температуре)))))))))))))))))))))))
touch.otvet.mail.ru
Испарение из металла привыплавке в вакуумной печи
Элементы, обладающие высокой упругостью пара, такие, как свинец и висмут, наиболее медленной стадией процесса перехода из жидкого металла в газовую атмосферу имеют диффузионный перенос в металле. Элементы, обладающие пониженной упругостью пара, характеризуются преобладающим влиянием ступени испарения. Поэтому технологические приемы, направленные на ускорение диффузии, например перемешивание, повышение температуры и т. д., должны способствовать ускорению удаления свинца и висмута.При выплавке нержавеющих сталей и хромоникелевых сплавов в вакуумных индукционных печах в результате испарения компонентов происходит довольно значительное изменение химического состава, которое должно учитываться при производстве тех или иных марок.
Рассмотрим испарение наиболее широко используемых элементов.
Хром. За время выдержки нержавеющей стали типа X17 в вакуумной индукционной печи емкостью 10 кг при давлении от 0,02 до 50 мм рт. ст. происходит уменьшение содержания хрома, которое представлено на рис. 55, при повышении температуры и понижении давления потери хрома возрастают.
Видно, что при плавке в вакуумных индукционных печах необходимо считаться с уменьшением содержания хрома до 5 — 7% от его исходного содержания, т. е. на 0,9—1,0% (абс), в том случае, если плавка происходит при давлениях 10~2—Ю-3 мм рт. ст. Расчет удельных констант скоростей испарения хрома при плавке в вакуумной индукционной печи дает 5—9 • 10~5 см/с, меньшую по сравнению с полученной нами для плавки в печи сопротивления 17,2•1O-5 см/с. Это объясняется более низким давлением в опытных плавках в печи сопротивления 0,001 мм рт. ст. и неточностями в измерении температуры. Так, при температуре 1550° С испарение хрома в печи сопротивления имеет константу скорости, равную 8,75-10~5 см/с. Поскольку ранее было отмечено, что процесс испарения хрома на 64% лимитируется испарением, то дополнительное перемешивание в индукционной печи не оказало сколько-нибудь заметного влияния на потери хрома.
Марганец. Испарение марганца при плавке в вакууме протекает с большой скоростью. Как показали экспериментальные данные, константа скорости испарения марганца равна Ю-2 см/с, а соотношение поверхностной и объемной концентрации 0,22.
Рис. 56. Испарение марганца в вакууме
Лимитирующей стадией испарения марганца является диффузия. Давление оказывает влияние на испарение марганца в диапазоне 0,07—2,3 мм рт. ст. При более высоком давлении скорость испарения значительно падает, при более низком — остается постоянной и высокой [94]. С повышением температуры и усилением перемешивания металла испарение марганца возрастает. При выплавке стали или сплава с содержанием >0,5% Mn при разрежении 1 мм рт. ст. испарение марганца протекает столь активно, что налетом конденсатов марганца быстро покрываются смотровые стекла, препятствуя наблюдению за процессом.
Мы переплавляли отходы нержавеющей стали 0Х18Н9 с содержанием 1,32% Mn. После выдержки в течение 60 мин в вакууме 0,02 мм рт. ст. концентрация марганца уменьшается до 0,3%, т. е. на 77,5%. Характер изменения содержания марганца представлен на рис. 56.
Переплав шихты с повышенным содержанием марганца сопряжен с трудностями. С подобными же явлениями встречаются и при переплаве сталей, содержащих марганец, в вакуумных дуговых печах. Для переплава в вакууме не рекомендуется употреблять шихту или заготовку с содержанием марганца >0,5%. При необходимости иметь высокое содержание марганца в готовом металле легирование марганцем следует проводить в конце плавки при давлениях в печи не менее 10 мм рт. ст. напуском нейтрального газа.
Кремний. Литературные данные о поведении кремния при плавке в вакууме весьма разноречивы. В одних случаях по ходу плавки при давлении 10~3 мм рт. ст. в течение 15 мин не было установлено изменения содержания кремния. При более длительных выдержках до 7 ч происходило некоторое уменьшение концентрации кремния [91 ].
При выплавке хромистых сталей X17 в вакуумной индукционной печи в тиглях из Al2O3, MgO, ZrO2 (рис. 57) при различных исходных концентрациях кремния нами было установлено, что не происходило заметного изменения содержания кремния по ходу плавки.
Никель. При переплавке хромоникелевых отходов (10% Ni) концентрация никеля несколько возросла к концу плавки с 10,65 до 10,90% вследствие испарения других компонентов расплава.
Фосфор. Содержание фосфора оставалось без изменений даже при использовании шлаковых смесей на основе извести на уровне исходных значений 0,028—0,040%. В работе [91] было показано, что содержание фосфора уменьшается только при наличии в расплаве кислорода >0,03%, если же содержание кислорода меньше, то концентрация фосфора остается неизменной или даже возрастает, что связано с окислительными условиями удаления фосфора из металла.
Опыты показали, что за 70 мин выдержки содержание фосфора возрастало на 30% для железа с низким содержанием кислорода, и при высоком содержании кислорода концентрация фосфора уменьшилась на 40%.
Мышьяк. Испарение мышьяка из железа сопровождается большими потерями железа, так, испарение 50% мышьяка сопровождается потерей 20% железа и протекает со скоростью 8—10% 1ч.
Молибден, вольфрам, тантал. Упругости паров этих элементов очень низки и заметного испарения их из металла при плавке в вакууме не происходит только при повышенном содержании кислорода в металле и образовании окислов этих элементов может происходить уменьшение содержания молибдена, вольфрама и тантала в вакууме.
Окислы молибдена и вольфрама очень летучи, окислы тантала не летучие, но они могут впитываться стенками тигля, переходить в окисную плену, в результате чего содержание тантала будет снижаться.
Титан и алюминий. В вакууме не происходит заметного испарения этих элементов из стали и сплавов, за исключением случая окисления сплава при повышенном содержании кислорода в металле. Окислы титана и алюминия могут всплывать из металлической ванны и таким образом содержание этих элементов может значительно снизиться.
Так, при плавке отходов нержавеющей стали при давлении 0,02 мм рт. ст. терялось до 50% титана из-за сильного окисления металла, в результате которого содержание кислорода повышалось до 0,028%. Нами было установлено, что простой переплав отходов стали 1Х18Н9Т с 0,40% Ti без окисления металла не приводил к уменьшению содержания титана.
То же можно сказать и об алюминии. Известно из практики выплавки жаропрочных сплавов с повышенным содержанием алюминия, что в вакуумной индукционной печи можно регулировать содержание алюминия при переплаве отходов с точностью ±0,25%. При плавке стали X17 в тиглях из трехокиси алюминия содержание алюминия несколько возрастало благодаря взаимодействию металла со стенками тигля. За 60—80 мин выдержки концентрация алюминия в среднем возрастала с 0,02 до 0,08%.
При изучении испарения примесей из жаропрочных сплавов на основе никеля и хрома [100] при 1600 0C были рассчитаны отношения поверхностной концентрации к объемной для испарения разных элементов:Олово не испаряется из сложных сплавов. По мере увеличения размеров агрегата скорость удаления всех примесей уменьшается. Так, свинец и висмут в 0,5-т печи удаляются в 5—10 раз медленнее, чем в лабораторной.
При изучении испарения из чистого никеля в вакууме 10~3 мм рт. ст. было также обнаружено, что сурьма, олово и мышьяк не удаляются из жидкого металла при их исходной концентрации порядка сотых долей процента. В то же время при плавке чистого железа в вакууме за 60 мин выдержки конечные содержания свинца достигали 0,0001%; олова 0,03% ; сурьмы 0,004% [101].
В работе [102] изучали испарение селена и теллура из сплава Х20Н80. Эти элементы почти не удаляются из металла в связи с тем, что они имеют значительные отрицательные отклонения от закона Рауля, поскольку они могут образовывать несколько стабильных соединений с никелем.
В заключение приводим сводную табл. 27, объединяющую опубликованные данные по испарению элементов из жидкого металла в вакууме.
Для использования в практических расчетах данных табл. 28 необходимо пользоваться следующей формулой:
www.pro-vacuum.ru
В чем отличие кипение от испарения?
В интенсивности процесса и в объёме протекания его. Это один и тот же процесс перехода жидкости в газ, но при кипении жидкость переходит в газообразное состояние настолько быстро, что газ в виде пузырей образуется прямо в толще самой жидкости, тогда как испарение происходит с поверхности и может идти годами - крайне медленно испаряются даже твёрдые предметы, вот ещё одно отличие.
это два разным процесса. испарение не всегда связано с кипением...
испарение происходит всегда, а кипиние происходит только под влиянием высоких температур
кипение происходит при 100 градусах, а испарение происходит при любой температуре выше нуля... чем больше температура тем больше воды испаряется и быстрее
Кипение в отличие от испарения, которое происходит при любой температуре жидкости, другой вид парообразования - кипение - возможен лишь при совершенно определенной (при данном давлении) температуре - температуре кипения.
Остаётся только добавить, что при испарении выход молекул воды происходит только с поверхности - а при кипении - из всего объёма, в т. ч. и с глубины сосуда.
испарение это переходный процесс из жидкости в пар, кипение момент достижения температуры когда происходит испарение :) кстати температура не обязательно должна быть высокой, например температура кипения кислорода −182,98 °C
кипение в жидкости. испарение с поверхности
Бля ...одни физики.... Японский Бог.... Вас бы ...ко-мне в шахту. в забой ...Я бы вам показал. как испаряется уголь на-гора...
Кипение и испарение конечно очень связанны, но испарение жидкости происходит не только при кипении. На Земле испарение происходит постоянно с поверхностей рек, озер, морей, океанов, но это не значит что эти водоёмы кипят. Испарением называют процесс перехода жидкостей в газообразное состояние, а кипение - процесс внутреннего испарения жидкости, сопровождающийся быстрым образованием и увеличением пузырьков пара ВНУТРИ всего объёма жидкости, которые всплывают наружу.
При испарении температура тела понижается, а кипение при высоких температурах
touch.otvet.mail.ru
