Плотность газа титана

Сообщение №48490 от SergeyProtopopov 08 апреля 2007 г. 13:34
Тема: Плотность газа титана

В процессе моей основной деятельности возникли вопросы, которые к сожалению мало связаны с моей основной специальностью (электротехника, математическое моделирование). В связи с этим прошу помощи.

1. Где можно найти связь давления паров титана(Ti) с температурой. При этом температура паров титана =5000 С (не ошибка!). Искал в справочнике физических величин Кикоина, но там указано давление паров только при 3200С (и соответствует 760 мм. рт. ст.).

2. Как рассчитать вероятность ионизации этих паров в определенном объеме (очень маленький объем, порядка микрометров), когда известны - скорость и количество электронов, которые находятся в данном объеме.

Заранее спасибо.


Отклики на это сообщение:

совсем никто не знает? очень жаль :(((

тогда скажите если знаете, допустимо ли аппроксимировать зависимость давления и температуры пара титана дальше по увеличению давления и температуры ???


> совсем никто не знает? очень жаль :(((

> тогда скажите если знаете, допустимо ли аппроксимировать зависимость давления и температуры пара титана дальше по увеличению давления и температуры ???

В отсутствии табличных данных не только допустимо, но и единственно верно


> В отсутствии табличных данных не только допустимо, но и единственно верно

Да, наверно так и сделаю....

Я уже советовался на эту тему (не в инете), на счет аппроксимации, мне сказали что могут появиться дополнительные степени... но только откуда и отчего эти дополнительные степени могут появиться не понимаю, я же не физик :((( ......а могут? 8-\ и если да то откуда; мне кажется пар он и останется паром, только более горячим


> В процессе моей основной деятельности возникли вопросы, которые к сожалению мало связаны с моей основной специальностью (электротехника, математическое моделирование). В связи с этим прошу помощи.

> 1. Где можно найти связь давления паров титана(Ti) с температурой. При этом температура паров титана =5000 С (не ошибка!). Искал в справочнике физических величин Кикоина, но там указано давление паров только при 3200С (и соответствует 760 мм. рт. ст.).

> 2. Как рассчитать вероятность ионизации этих паров в определенном объеме (очень маленький объем, порядка микрометров), когда известны - скорость и количество электронов, которые находятся в данном объеме.

> Заранее спасибо.

Вы, вероятно, не вполне правильно сформулировали свой вопрос.
Что-то "неперевариваемое" Вы спрашиваете.
Давление газа (или "ненасыщенного пара"), вообще говоря, зависит не от температуры. (PV = RT)
Или у Вас V = const?
Или Вас интересует "насыщенный" пар?
О чем Вы спрашиваете?

Что же касается ионизации паров, то скорость электронов должна быть выше "порога ионизации". Если это условие выполнено, то вероятность ионизации должна быть пропорциональна плотности электронов ионизации и плотности атомов титана в единице объема (или единицы плошади сечения - в зависимости от условий эксперимента). Короче говоря, нужно вычислить площадь эффективного сечения ионизации атомов.

Ozes


1. С очень маленькой по размерам поверхности происходит интенсивное испарение титана(площадь этой поверхности приблизительно 7.5*10-11 м3). Плотность частиц вблизи этой поверхности не известна. Эту плотность нейтральных частиц вещества мне необходимо найти для определения вероятности ионизации. Считаю, что все же там насыщенный пар при очень высоких давлениях (максимально допустимых при заданной температуре). Температуры по различным оценкам могут быть от 4000 С до 7000 С.

Итак, говорю о насыщенном паре.

_Основной вопрос_, можно ли аппроксимировать таблицу связи температуры и давления пара титана (пределы таблицы 2000-3200 С) до 7000С. Какие риски? Не являясь физиком, мне сложно предсказать какие могут быть погрешности связанные с такл\ой аппроксимацией... если аппроксимировать эту таблицу (2000-3200) многочленом, то на температурах 7000С могут появиться дополнительные степени? если да то откуда эти дополнительные степени могут появиться?

2. Порог ионизации известен, также известна вероятность ионизации (ну и вероятность в каждой точке узнаю, когда буду знать плотность нейтральных частиц).


п2, исправление

2. Порог ионизации известен, также известно сечение ионизации (ну и вероятность в каждой точке узнаю, когда буду знать плотность нейтральных частиц).


> 1. С очень маленькой по размерам поверхности происходит интенсивное испарение титана(площадь этой поверхности приблизительно 7.5*10-11 м3). Плотность частиц вблизи этой поверхности не известна. Эту плотность нейтральных частиц вещества мне необходимо найти для определения вероятности ионизации. Считаю, что все же там насыщенный пар при очень высоких давлениях (максимально допустимых при заданной температуре). Температуры по различным оценкам могут быть от 4000 С до 7000 С.

В этом случае плотность паров титана у поверхности можно считать равной плотности воздуха при заданном давлении. Если давление нормальное (760 мм), то это будет просто плотность воздуха при Н.у.
Справедливость этого следует из "закона равенства порциальных давлений".
Короче говоря, плотность паров титана у поверхности должна быть равна плотности "окружающей среды".

Отсюда определяете вероятность ионизации (это понятно, насколько я понял).

Распределение паров по высоте над поверхностью можно определить либо по закону диффузии, либо по Гауссу, либо просто аппроксимировать параболой (вполне приличная аппроксимация получается).

> Итак, говорю о насыщенном паре.

> _Основной вопрос_, можно ли аппроксимировать таблицу связи температуры и давления пара титана (пределы таблицы 2000-3200 С) до 7000С. Какие риски? Не являясь физиком, мне сложно предсказать какие могут быть погрешности связанные с такл\ой аппроксимацией... если аппроксимировать эту таблицу (2000-3200) многочленом, то на температурах 7000С могут появиться дополнительные степени? если да то откуда эти дополнительные степени могут появиться?

Здесь лучше пользоваться обычным законом PV = RT.
При таких температурах он работает достаточно прилично.
Аппроксимация здесь вредна.

> 2. Порог ионизации известен, также известна вероятность ионизации (ну и вероятность в каждой точке узнаю, когда буду знать плотность нейтральных частиц).

Дальше я больших проблем пока не вижу.


1. из этой области(площадь области 8*10-11м2) происходит интенсивное испарение(я это сказал, но не сказал насколько интенсивное испарение.....) примерно пол кило Ti за 5 часов ..мне кажется, что частицы просто не успеют разлетелься, так как процесс динамический, давление потому будет высоким

2. почему аппроксимация вредна? :) извиняюсь, если надоел этим вопросом, но хотелось все же знать

P.S. если кто знает речь идет о разряде на интегрально холодном катоде..


> 1. из этой области(площадь области 8*10-11м2) происходит интенсивное испарение(я это сказал, но не сказал насколько интенсивное испарение.....) примерно пол кило Ti за 5 часов ..мне кажется, что частицы просто не успеют разлетелься, так как процесс динамический, давление потому будет высоким

Тогда, действительно, следует учитывать динамику процесса.
В этом случае динамическое давление на катоде следует приравнять статическому давлению окружаюшей среды.
Если известна интенсивность испарения, то можно вычислить скорость потока.
Статическое давление известно, скорость потока известна - отсюда находим динамическое давление.
Отсюда находим плотность паров у поверхности.

> 2. почему аппроксимация вредна? :) извиняюсь, если надоел этим вопросом, но хотелось все же знать

Потому что в данном случае Вы говорите не об аппроксимации, а об интерполяции данных с низких температур на более высокие.
В этом случае погрешность интерполяции резко возрастает, и может превышать все допустимые границы.
Причем, чем выше степень аппроксимации, тем хуже результат интерполяции данных.
То есть, наилучший результат, в этом случае, дает просто линейная функция (или просто константа, в зависимости от условий). На выбор.

> P.S. если кто знает речь идет о разряде на интегрально холодном катоде..


1. по п1 не совсем понял ...скорее всего из-за незнания материала :((
Если можно подробнее ???

2. спасибо ! понял


Так.... хм, вот так я считаю

1. Площадь области испарения 8*10-11 м2
2. (за 5 часов испаряется 0.5 кг) за 1 сек через эту область испаряется титана массой 2.8*10-5 кг
3. скорость потока.. ну например я беру плотность материала титан (4000, но это плотность твердого вещества), тогда за секунду через заданное сечение будет проходить объем 7*10-9 м3
4. скорость потока будет ... ? :(
5. статическое давление = 0, (испарение происходит в вакууме)
6. динамическое давление.. :(
7. плотность паров у поверхности.. :(

P.S. а приведенных данных достаточно?


> Так.... хм, вот так я считаю

> 1. Площадь области испарения 8*10-11 м2
> 2. (за 5 часов испаряется 0.5 кг) за 1 сек через эту область испаряется титана массой 2.8*10-5 кг

Если титан испаряется в вакуум, то можно вычислить расход потока

Расход = массу титана / площадь испарения / время = (0.5 кг / 2.8*10-5) / 5 часов

> 3. скорость потока.. ну например я беру плотность материала титан (4000, но это плотность твердого вещества), тогда за секунду через заданное сечение будет проходить объем 7*10-9 м3

Нет.
Твердый титан здесь брать нельзя.
Поскольку испарение происходит в вакуум, то следует воспользоваться среднеквадратичной скоростью молекул

mV^2 / 2 = (3/2)kT, где k - постоянная Больцмана.

m - атомарная масса титана.

Отсюда находим скорость V.

Но поскольку V направлена равномерно во все стороны полушария, то следует воспользоваться коэффициентом осреднения среднеквадратичной скорости.

Я думаю, здесь можно просто взять стандартное отклонение по Гауссу (76 процентов от V).

Далее, скорость знаем, расход знаем - находим плотность потока.

> 4. скорость потока будет ... ? :(


> 5. статическое давление = 0, (испарение происходит в вакууме)
> 6. динамическое давление.. :(

Это в этом случае не требуется.

> 7. плотность паров у поверхности.. :(

Нашли ранее.

> P.S. а приведенных данных достаточно?

Вроде, достаточно.


большое спасибо !!!

все сошлось !!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! :)))


Физика в анимациях - Купить диск - Тесты по физике - Графики on-line

Реклама:
Rambler's Top100