To tylko jedna z 4 stron tej notatki. Zaloguj się aby zobaczyć ten dokument.
Zobacz
całą notatkę
TEMAT : KONDENSACJA KAPILARNA - PORY TYPU BUTELKOWATEGO
Kondensacja kapilarna - zjawisko wcześniejszej kondensacji pary w kapilarach, przed osiągnięciem ciśnienia pary nasyconej po nad płaską powierzchnią.
Adsorpcyjne warstwy adsorbatu pokrywające ściany kapilar porowatego adsorbentu mają wygiętą powierzchnię (wklęsłą) i ciśnienie pary nasyconej nad nimi jest niższe niż nad powierzchnią płaską, dlatego kondensacja pary na tych zakrzywionych warstwach zachodzi przy mniejszym ciśnieniu niż wynosi wartość po adsorbowanej substancji. Termodynamiczne rozważania pozwalają wyprowadzić zależność pomiędzy prężnością pary nasyconej nad powierzchnią zakrzywioną (p) i prężnością pary nasyconej nad płaską powierzchnią cieczy (po). Zależność tą wyprowadził W.Thomson (Kelvin):
(1)
Gdzie : r1 - promień krzywizny powierzchni cieczy
γ - napięcie powierzchniowe cieczy
Vm - objętość molowa cieczy
W przypadku cieczy znajdującej się w cylindrycznej kapilarze (i w szyjce butelki) istnieje związek pomiędzy promieniem tej kapilary r, a promieniem krzywizny menisku:
r = r1cosθ, gdzie θ - kąt zwilżania (2)
Łącząc równania (1) i (2) otrzymamy zależność prężności pary nasyconej od promienia kapilary :
(3)
Dla cieczy silnie zwilżającej ściany kapilary kąt θ równa się zero i wówczas cosθ = 1, czyli promień kapilary jest praktycznie równy promieniowi krzywizny menisku cieczy.
Jeżeli menisk cieczy ma kształt cylindryczny, to zamiast równania (1) napiszemy :
(4)
gdzie : pc - prężność pary nad meniskiem cylindrycznym
rc - promień krzywizny cylindrycznego menisku cieczy
Równanie (4) nazywamy równaniem Cohana i wynika z niego, że ciśnienie pary nasyconej nad powierzchnią cieczy o kształcie cylindrycznym (wklęsłym) obniża się w mniejszym stopniu niż nad wklęsłą powierzchnią cieczy będącej wycinkiem kuli, czyli pc pk. Związane jest z tym zjawisko histerezy kondensacji kapilarnej. Histereza kondensacji kapilarnej występuje bardzo często i jest ściśle związana z kształtem kapilar adsorbentu. Zjawisko histerezy polega na tym, że zazwyczaj w zakresie wysokich ciśnień względnych część izotermy odpowiadająca pomiarom wykonywanym przy stopniowym wzroście ciśnienia (krzywa adsorpcji) ma inny przebieg niż część izotermy odpowiadającej obniżaniu ciśnienia (krzywa desorpcji).
... zobacz całą notatkę
Komentarze użytkowników (0)