Рассчитать глубину вакуума?

Сообщение №68533 от HRUM 18 апреля 2012 г. 11:01
Тема: Рассчитать глубину вакуума?

Как можно рассчитать глубину вакуума в трубке, заполненной водой, часть которой, путём заморозки, была удалена и затем трубка запаяна?


Отклики на это сообщение:

Используя зависимость объема льда от температуры и давления по диаграмме состояния и уравнение состояния окружающего газа.


> Используя зависимость объема льда от температуры и давления по диаграмме состояния и уравнение состояния окружающего газа.

Ув. WuSan, спасибо за ответ!

Но вопрос по-прежнему остаётся.
Я не понимаю как, в данном случае, я могу использовать диаграмму и уравнение состояния окружающего газа.
Трубка запаяна. Из воды, перед помещением в трубку, полностью ультразвуком удалён газ. После заморозки, в постоянном внутреннем объёме трубки, объём воды уменьшился на 8,3%.
Это определяется элементарным взвешиванием.
И теперь прежний вопрос: Какой вакуум получили мы в результате?

Трубка стальная, температура комнатная.


Поясните почему изменение объема определяется элементарным взвешиванием. Нельзя ли поточнее в хронологическом порядке описать процедуру с указанием проведенных измерений?


> Поясните почему изменение объема определяется элементарным взвешиванием. Нельзя ли поточнее в хронологическом порядке описать процедуру с указанием проведенных измерений?

1. Берём трубку из нержавеющей стали запаянную с одной стороны.
2. Готовим воду (удаляем из воды газ).
3. Измеряем объём воды помещающейся в трубку и взвешиваем её.
(Все манипуляции производятся при комнатной температуре)
4. Заполняем трубку водой.
5. Замораживаем воду в трубке, начиная с запаянного конца.
6. Как только вся вода в трубке замерзла, закрываем второй конец трубки.
Трубка готова, можем взвесить её, можем произвести измерения вытесненной при замерзании воды,
это уже не суть важно.
И опять тот же вопрос: можем глубину вакуума определить или нет?

То же самое можно сделать нагревая воду в трубке. Вопрос будет тем же.


Понятно, но почему Вы решили, что в трубке вакуум?
Насколько я понял, после того, как трубку закрыли она была заполнена льдом, находящимся при некоторой температуре и атмосферном давлении. Нагревая трубку, Вы получите фазовый переход и равновесие фаз, термодинамические параметры которого можно определить из уравнения Клайперона-Клаузиуса и диаграммы состояния воды.


После перехода оставшейся воды опять из твёрдого (лёд) в жидкое состояние (при той же комнатной температуре), объём её уменьшится, т.о. часть трубки окажется водой не заполнена, соответственно давление в трубке будет отрицательным.


Вся трубка будет заполнена водой, в виде жидкости и пара, находящихся в равновесии. В равновесном состоянии давление не может быть отрицательным, так как производная энтропии по объему при постоянной энергии была бы меньше нуля и возрастание энтропии сопровождалось бы уменьшением объема, то есть самопроизвольным сжатием.


Трубка с очень тонкими стенками, или с дефектом поверхности и сжимается.


Нет проблем, уравнение Кл-Кл и диаграмма состояния


у меня видно есть, больше 30 лет в физику не заглядывал и как это всё состыковать не соображу.


Можно книжку почитать по стат. физике и термодинамике, особенно внимательно раздел про фазовые переходы. А вакуум в трубке надо получать форвакуумным насосом.


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

Реклама:
Rambler's Top100