Диоксид хлора (ClO2) является сильным окислителем и дезинфектантом. В частности, он используется для обеззараживания питьевой воды в водопроводе.
Какова будет частота соударений молекул ClO2 с единичным коронавирусом в воздухе при комнатной температуре и при концентрации ClO2 в воздухе в десять раз меньше предельно допустимой концентрации (ПДК) ?
Принять
- температуру воздуха - 25 градусов Цельсия
- диаметр коронавируса - 75 нм
- ПДК ClO2 - 0,1 мг/м3
Комментарии
Единичных вирусов SARS-COV-2 в воздухе не бывает
Поясните свою мысль.
Бывают единичные, но не в воздухе или в воздухе они летают исключительно группами?
Единичные экземпляры вирусных частиц можно встретить в организме человека.
Вирус передается главным образом через капельки жидкости от больного человека при кашле и чихании - то есть находится в капельках аэрозоля.
Так что попытки обеззараживания воздуха ни к чему не приводят. Обеззараживать нужно поверхности.
Ну и держаться подальше от чихающих
Это будет следующая задачка. А пока попробуйте решить эту.
Анекдот в тему
Конечно сидят! Илистый прыгун называется.
Благодаря такой технике прыгуны могут взбираться на деревья или скалы.
Источник: %https://givotniymir.ru%
Источник: %https://givotniymir.ru%
Все логично. Значит, илистый прыгун - сумасшедшая рыба
А за информацию спасибо.
Всегда пожалуйста.
Насколько помню, вирусный аэрозоль может до часу в виде взвеси в воздухе быть.
Хотелось бы почитать про это.
Не поделитесь?
28 раз в секунду.
Не верите? Покажите свой расчёт! Сравним.
Не верю. А расчет покажу, но попозже. Пусть народ поразвлекается.
Задачка номер два. Повышаем концентрацию и интенсивность воздействия диоксида хлора для гарантированного уничтожения всего живого на растоянии в полтора метра от "блокиратора вирусов" (а иначе вирусы просто не заметят никакого блокиратора).
Каковы будут побочные эффекты с учетом того, что реакционноспособные молекулы диоксида не обладают селективностью по отношению к клетками организма человека?
Вы первую решите, тогда обсудим вторую. А звиздеть - не мешки ворочать.
Первая задачка некорректна. Вы не сказали сколько молекул ClO2 должно соудариться с вирусом, чтобы он пошел в страну Марльборо.
В условии про "страну Марльборо" ничего нет. Для начала прсто оцените количество соударений.
Для этого надо знать поверхностную площадь частицы как минимум. У вас ничего про это нет.
Считайте вирус просто шаром. Если форма сложнее, то количество соударений возрастет.
Так сколько молекул должно столкнуться, с вирусом чтобы он разрушился, какова концентрация вирусных частиц в кубометре воздуха?
Или вы планируете получить ответ на свою задачу "42"?
Ответа не знаю, но полагаю сотни тысяч соударений хватит. Все-таки, коронавирус - механизм довольно сложный и повреждение его поверхности во многих местах подавит его функциональность.
Не понял смысла фразы.
Тогда поставленную вами задачу аналитически решить нельзя.
Проехали.
Вы задали вопрос за пределами задачи.
Здорово. Тогда решите такую физическую задачу: какова должна быть плотность воздуха, чтобы короновирус диаметром 75 нм и массой порядка 10^10 дальтон стал броуновсой частицей?
Сначала решите мою, потом обсудим Вашу.
Порядка двух с половиной тысяч в секунду.
Упс, лопухнулся на порядок... двадцати пяти тысяч.
Если дадите определение "броуновской частицы", попробую ответить.
Частица, которая в результате теплового движения молекул среды находится в постоянном движении во взвешенном состоянии. То есть не оседает и хаотично движется.
Насколько я помню, пылинки в воздухе приводят как пример броуновского движения. Хотя, они со временем оседают. Но с темой броуновского движения я плотно не сталкивался.
Вы можете в этой связи сразу сформулировать положительный тезис, без наводящих вопросов.
Не совсем. Изначально Роберт Броун наблюдал движение пыльцевых зёрен в жидкости. Дело в том,что броуновское движение ни когда не прекращается. То есть частица постоянно находится в движении. Тепловое движение молекул среды не позволяет броуновским частицам осесть или слипнуться, одновременно заставляет их двигаться. Одна и та же частица может быть броуновской в жидкости, но не являться таковой в газе (пыльца, например). Вирус в жидкости не может осесть, а в газе - не может не осесть. Но если постепенно поднимать плотность газа, можно будет получить среду, в которой вирусная частица станет броуновской. Кроме того, если уменьшать силу тяжести, при неизменном давлении и температуре, то частица тоже сможет стать броуновской. То есть на МКС любой вирус - броуновская частица.
1. Частица должна обладать достаточно малой массой, чтобы молекула среды могла изменить её скорость (для вируса выполняется).
2. Силя тяжести, действующая на частицу, должна быть уравновешена суммой сил, действующих на неё, со стороны молекул среды.
Вы придаете особое значение взвешенности вирусов в воздухе. А это неважно. В осевшем состоянии контакт с воздухом (а значит, и с диоксидом) сохраняется. Так что, никуда эти вирусы не денутся
С озоном - тоже. Пока вирус в капле его следует бить водорастворимым антисептиком, когда он сухой на поверхности - лучше воспользоваться более подходящим, для такого случая, средством.
Как мы знаем по водопроводу, диоксид хлора хорошо растворяется в воде.
Решив вашу задачу попутно можно ответить на вопрос"Откуда в доме берется пыль".
Не совсем. Пылинки - довольно интересные объекты. Они представляют собой довольно рыхлые агломераты. Плотность таких агломератов оказывается сравнимой с плотностью воздуха. Именно поэтому её и носит ветром. Чем плотнее частица, тем сложнее её поднять и перемещать воздушными потоками.
чисто по порядку величины: молярная масса вируса- примерно в 7503 раз выше молярной массы воздуха, то есть, примерно в 4*108 раз. при средней скорости молекул воздуха в 3*102 м/с каждый удар вызывает изменение скорости вирусной частицы на величину порядка 6*102/4*108=1,5*10-6м/с. при собственном диаметре 75нм такое изменение скорости должно быть заметно и вирус должен вести себя как вполне броуновская частица.
Не забывайте, что вирус находится в поле силы тяжести. Собственно, поэтому вирусы практически не летают самостоятельно. Способ их распространения воздушно-капельный или воздушно-пылевой. При высыхании капли в воздухе, вирусная частица довольно быстро оседает на поверхность и самостоятельно (под действием ударов молекул воздуха) подняться уже не может. Не может "сухой" вирус длительно удерживаться в воздушной среде во взвешенном состоянии. За то в воде - пожалуйста, не смотря на то, что молекула воды менее массивная чем молекулы воздуха.
У вируса может быть два состояния:
1. В контакте с воздухом (неважно, в толще воздуха, или на какой-то поверхности).
2. В толще жидкости капли аэрозоля.
В первом случае ему достается "град" ядовитых для него молекул окислителя, которые его довольно быстро добьют.
Во втором случае жидкость капли (в силу своего малого размера) через поверхность быстро насытится молекулами диоксида (ClO2 хорошо растворяется в воде) и коронавирус уже в толще жидкости получит ту же самую интенсивность контактов с молекулами диоксида.
Так что, для вируса хрен редьки не слаще.
Это не голые рассуждения. Проводились эксперименты (2016 год), которые показали, что тот самый пресловутый бейдж полностью инактивирует вирусы гриппа в течение 10-12 минут. Цитата
Так ведь озонирование не хуже справляется с обеззараживанием воздуха. И ПДК сравнимая. В статье, приведённой Вами, голословно, без всяких ссылок, утверждается "...эффект дезинфекции достигается за счет диффузии молекул озона, имеющей меньшую эффективность". И из проведённого исследования утверждение, что озон имеет меньшую эффективность тоже не следует. Если нужна высокая эффективность, то можно дезинфекцию проводить фторированием, только люди тоже будут дохнуть. При использовании озона как раз и достигается оптимальная эффективность обеззараживания при минимальном вреде для человека.
Как я понял, серьезных возражений против диоксида хлора у Вас нет. Просто Вам больше нравится озон.
Одна из причин: генераторы озона существенно сложнее.
Диоксид хлора генерируется очень просто. Бейджи-вирусблокаторы - гениальная штука, имхо.
Бейджи-вирусблокаторы, как я понял, содержат диоксид хлора, расходуя его постепенно. Следовательно это лишь картридж, заполненый активным веществом. После того, как активное вещество заканчивается, картридж следует заменить. Как индивидуальное средство защиты - вполне рабочая вещь. Но для обеззараживания помещений, имхо, гораздо удобнее озонатор, генерирующий активное вещество из атмосферы. Генерировать озон можно в ультрафиолетовом освещении, в коронном разряде, в дуге... не очень сложным оборудованием. Не имею личной неприязни к любым средствам дезинфекции, просто считаю разумным каждому средству выделить свою нишу, где это средство наиболее эффективно и наименее опасно для человека.
Нет, не так. Основная реакция получения диоксида: NaClO2 (хлориТ натрия) + кислота = ClO2 + соль натрия + вода.
В бэйдже, как раз,обезвоженная смесь хлорита натрия с балластом. Под действием влаги воздуха происходит медленное выделение диоксида.
Не вижу существенной разницы между зарядкой готовым активным веществом и компонентами для синтеза. Суть одна: закончились компоненты заменяй картридж или заправляй. Если бы устройство генерировало активный компонент из окружающей атмосферы, а замены требовал бы источник энергии...
По инструкции индивидуального бейджа хватает после вскрытия на месяц, потом новый. А там - грамм хлорита и пять грамм балласта. Дешево и сердито ))))
Примитивный китайский озонатор выдерживает 5000 часов работы, это более 200 суток непрерывной работы. При озонировании помещения по 1 часу три раза в день это более 4,6 лет. Для моей однокомнатной квартиры хватает 15 минут, следовательно срок службы озонатора вырастает до 22 лет. Купил я его за 1800 рублей. Грубо говоря, с учётом цены на электричество, меньше 7 рублей в месяц. Думаю для более продуктивных устройств себестоимость будет ниже. Ещё веселее рассчёты для уф-ламп тлеющего разряда.
Не чувствуете Вы прелести примитивных решений.
Бейлж - это такой оберег. Портативный, пассивный: прицепил и месяц носишь не думая. Не только дома, где розетка, а и в транспорте, магазине, в гостях.
Я не критикую Ваш озон, просто хочу показать прелесть, даже гениальность решения.
Пятью комментами выше я писал: "Как индивидуальное средство защиты - вполне рабочая вещь."
грубая оценка. масса 1 кг воздуха- 1,3 кг. 0,1 ПДК диоксида хлора- это 1,0*10-2*10-6кг. Средняя молярная масса воздуха- 29г/моль. Молярная масса диоксида хлора- 67 г/моль.
итого, при наших концентрациях и вводных получим, что молярная концентрация оксида будет равна mu= (29/67)*1,0*10-8/1,3 = 3,3*10-9 (на каждые 3*108 молекул "воздуха" приходится 1 молекула хлороксида)
площадь поверхности вируса, она же "сечение захвата вируса".- 4*Pi*(75*10-9)2=70*10-15m2.
для воздуха при 300К средняя скорость движения молекулы составляет Vavg= 330 м/с, средняя концентрация молекул- n= (1300/29)*NA = e*1023 молекул/м3. "сечение рассеяния вируса" Sigma= 0,7*10-13m2
количество соударений молекул по вирусу вообще- nu = Sigma*n*Vavg = 0.7*10-13*2.7*1023*330 =6.2*1012 . Количество соударений именно оксида хлора- mu*nu = 6.2*1012*3.3*10-9 = 2*104 (ударов/секунду).
итохо: 20000.
P.S. если вирус на поверхности сидит- то его сечение захвата располовинивается (ибо удары только с одной стороны, а со второй половины ударов нет).
Спасибо за решение. У меня получилась другая цифра. Сейчас на телефоне. Ближе к вечеру дам свой вариант решения и ответы. Пока замечание. Как я понял, Вы считали площадь поверхности шара, но взяли диаметр, а не радиус.
Мое решение с несколько другой цифрой.
Масса молекулы m := mu/Na = 67.5/6e26 =1.125E-25 кг
Средняя скорость <v> = sqrt(8/Pi*k*T/m) = sqrt(8/Pi*1.38e-23*298/1.125E-25) = 305.10 м/сек
ПДК = 0.1 мг/м3 = 1e-7 кг/м3
Концентрация молекул n = 0.1*ПДК/m = 0.1*1e-7/1.125E-25 = 8.8889e16 1/м3
Частота соударений молекул с единичной поверхностью nu = 0.25*n*<v> = 0.25*8.8889e16* 305.10 = 6.7800e18 1/(сек*м2)
Поверхность коронавируса S = Pi*D^2 = Pi*75e-9^2 = 1.7671e-14 м2
Частота соударений молекул с вирусом f = nu*S = 6.7800e18*1.7671e-14 = 1.1980e5 1/сек
Т.е. 120К ударов/сек
Страницы