Столкнулся с тем, что не могу найти вменяемых данных по скорости испарения воды в вакууме.
Некоторые источники называют 10-20 мг/см2/с (при 20 ⁰ Цельсия), что соответствует 0,1-0,2 кг/м2/с, но совершенно непонятна "адекватность" этих источников.
Решил самостоятельно оценить.
Для этого использую 3 идеи:
- Скорость испарения в вакууме равна скорости в земных условиях, но нет "входящего" потока (конденсации/абсорбции) от паров воды.
- Очевидно, что при динамическом равновесии с насыщенным паром, скорость испарения равна скорости поглощения.
- Все молекулы пара, долетевшие до поверхности воды, поглощаются ею.
При таких условиях, тогда достаточно посчитать только сколько молекул пара (суммарная масса) долетают по поверхности воды в секунду на единицу площади и это и будет равно скорости испарения.
Итак, считаем.
1. Используя известное со школы уравнение состояния идеального газа
P · V = R · T · m / μ, легко получить что P= n · T · k (1).
где:
- P - давление газа (пара), 2300 Па при 20 ⁰ Цельсия
- Т - температура в Кельвинах, 293 ⁰ К
- k - постоянная Больцмана 1,4·10⁻²³ Дж/К
- n - концентрация молекул воды (пара)
Откуда
n = P / (T · k) (2).
2. Суммарная масса молекул, долетающих до поверхности воды в секунду на единицу площади:
1/2 · n · m₀ · v₁ (3),
где:
- v₁ - компонента средней скорости перпендикулярно поверхности.
- m₀ - масса молекулы воды - 18 · 1,6·10⁻²⁷ кг
- 1/2 возникает из-за того, что только половина молекул летит в сторону поверхности, другая летит от поверхности.
3. Связь между скоростью молекул пара и средней скоростью v₁
m₀ · v₁² / 2 = k · T / 2 (4).
Тогда v₁ = √ (k · T / m₀) (5)
Подставляя (2) и (5) в (3), получаем:
1/2 · P / (k · T) · m₀ · √((k · T) / m₀) =>
1/2 · P · √( m₀ / (k · T) ) (7)
Подставляем численные:
1/2 · 2300 Па · √(18 · 1,6·10⁻²⁷ кг / ( 1,4·10⁻²³ Дж/К) · 293 К) ) =
3 кг·с⁻¹·м⁻², что на порядок больше чем найденные на просторах интернета значения.
Вроде нигде не ошибся ни в расчетах, ни в численных вычислениях.
В чем может быть причина расхождения на порядок?
Алексей
Очередная реализация басни " Мартышка и очко". Краткое содержание: она его полижет, засунет ..., на нос нанижет...
Но разберём подробнее. Наш любопытный рукоблуд, сделав несколько предположений, нисколько не смутился тем фактом, что пар в вакууме у него непроизвольно получился (!) насыщенным. Далее, сохраняя избыточную толерантность к здравого смысла, пациент начинает играться с уравнением состояния идеального газа. Менделеев в обнимку с Клапейроном плачут кровавыми слезами от смелых фантазий юного гения. С другой стороны, какие же формулы кроме школьных должен применить школьник? Результат рукоблудия предсказуем.
На разумное замечание камрадов сформулировать условия задачи писун руками начинает изрыгать бред. Ибо неведомо ему, что в вакууме вода кипит, а понятие площади испарения не имеет смысла - испарение происходит по всему объёму. Не обязан школьник и знать, что интенсивность испарения всецело определяется подводимой мощностью.
Пациент в очередной прошёл тест на профессиональную пригодность данному разделу.
Комментарии
А не кипит ли вода при 20 Цельсия в вакууме?
Повыше отпишусь.
Наш сирота, сиречь автор, балуется с ChatGPT, подбрасывая такие задачки. Все решение — стандартная модель, выданная ботом. Я сначала даже смутился, насколько знакомым показался ход решения, проверял один раз бота на ход решения задач по физике и именно по температуре кипения воды на разных высотах.
Написание подобной статьи заняло у автора минут пять, а сообщество он загружает с непонятной целью на часы, другими словами, без особой цели тратит ваше, камрады, время. Скорее — на постебаться. Это еще пол беды.
Он монетизирует ваши старания на своем канале в Дзене, делая там перепечатки. Имеет массу поклонниц
ну если ничего сложнее пту закончить не удалось по причине врожденного дебелизма, то конечно, верх сложности - чат жпт
я же закончил НГУ с красным дипломом по специальности физика элементарных частиц, перед этим закончил ФМШ, еще перед этим победы на республиканских олимпиадах по физике
а такие ЧМО так ты могут только обсирать других людей, пытаясь из принизить до своего свинского уровня
В ИЯФе ?
300
Так недалеко и до 200
300
Аффтар жжет
Жаль, комменты трет — я уже разнос устроил, лень заново писать.
Но дождется ответной статьи на Пульсе. Терпеть не могу, когда чужое время тратят на ерунду.
Зависит от подвода тепла. При абсолютном вакууме вода сразу закипит, давление паров воды 20 мм, затем закристаллизуется, будет идти сублимация.
возможно дело в поверхностном натяжении
а что за формулы? дайте ссылку на полный текст...
Справочник химика
назад страницы листаете и будет вам счастье
Ну если подставить экспериментальный и загадочный ( потому что толком никак не объясняется физика такого значительного явления) коэффициент аккомпдации
То получается сравнимый результат оценки 300 грамм вместо 100, при том что некоторые пишут про 200)
При этом даже не приводятся численный расчет для сложных расчетов для идеально газа.
Так как сильно не совпадает с экспериментом.
И только переход к реальному газу даёт согласованный результат.
Зависит от величины остаточного вакуума, поверхности, подвода тепла. Вопрос сформулирован вообще некорректно, поскольку не оговорены все эти условия.
Да, некорректно. Зато есть отчего прыгать. А там всякими экспериментами с разными условиями и по нескольку раз для чистоты конечного результата он может провести, если он учёный.
пытаетесь поумничать?
какие условия еще?
температура задана, считается стационаром
значит столько тепла подводится/отводится чтобы она была постоянной
что непонятно?
Просто указываю на ошибки. Вакуум может быть разным, от абсолютного до совсем маленького. При абсолютном вакууме в стационарных условиях (в реальности недостижимых) скорость испарения на бесконечной поверхности в конечном итоге будет равна скорости движения молекул газа при этой температуре.
Почему Вы так решили? Вам задали конкретные вопросы от которых будет зависеть решение. Кстати зачем оно Вам, реального применения не имеет, вода при абсолютном вакууме вскипит по всему объёму, если жидкость в сосуде её выбросит.
Просто несколько знаком с предметом "Процессы и аппараты"
Задача тогда выглядит сфероконической. Если подвод тепла достаточен (сверхмалая капля или плёнка воды на теплопроводящей и теплоёмкой поверхности).
При практическом измерении/применении вакуум сразу перестанет быть вакуумом, например (если только воды не _сверхмалые_ объёмы, при которых фиг что замеришь), ну а вода при испарении мгновенно охладится и дальше всё зависеть будет от скорости подвода тепла (очень даже ограниченной, если речь идёт о макроколичествах воды, типа десятков миллилитров). И вопрос потеряет смысл.
Если в такой постановке вообще имел. Потому что внезапно(тм) поместить воду в вакуум - тоже та ещё задача.
Нужна либо конкретизация всех условий, либо просто обращение к справочнику (зависимость Тк воды от давления - вот это всё).
...
Если что - по образованию физик-экспериментатор.
Нас бы даже студентами за саму такую постановку задачи отлюбили бы и заставили бы пересдавать (а потом ещё на семинарах отдуваться).
...
Опишите ситуацию подробно. Это не "умничание" у комментатора выше, Вам дельные вопросы задают. Может, и решать-то Вам нужно реально нечто совсем другое?
З.Ы.
Про "мгновенно вскипит - меня реально переклинило. Там +35С, вроде, нужно.
ТС - профессиональный провокатор. Он вам всем потом впилит ссылку на свой канал — "а вот там я доказал, что вы все неправы и энергия эфира все поменяет в этой простецкой задаче". Было уже, не тратьте время...
ну каждый судит по себе
как в том анекдоте
- осторожно, ТАМ какой то дурак едет по встречке!
- да их ТУТ сотни!
А что, не так? Опять "вдруг" появилась ссылка на твой канальчик, который ты и пиаришь по мере сил.
канал не нуждается в пиаре с 57 000 подписчиками и полумиллионной аудиторией в месяц.
Но мне решать что, как и где публиковать из моих авторских материалов.
Так что "утухни промокашка" дебильная.
Конечно-конечно. Там-то ты аудиторию бережешь, они тебе копеечку приносят.
А тут, где тебе умные люди все по полочкам раскладывают по доброте душевной, поливаешь их грязью.
Вот твой цитатник: "дебЕлизм, дебил, чмо, дурачье, полный дебил, шандон штораный, чмошник, промокашка дебильная, пшел нах, куйней иди в другое место" — продолжить?
И это за неполный месяц. Ты вообще соображаешь, что не туда зарегался?
В твои статьи зайти — так как будто в привокзальном туалете босиком прошелся...
Не трудись стирать — ходы теперь записаны.
Это не цитатник это язык... По другому идиоты типа тебя не понимают... Вы же только про обосрать понимаете
Более того
Здесь же есть механизм... Кажется можно сделать так что меня для вас не будет видно совсем... В чем проблема то? Если ч такой счеой да не ходи не читай и не пиши... Но уельтоту таких свиней совсем другая -, ищвплчть человека а той грязи в которой вы живёте
Так что закрой сленоприемник и пошел вон
Ещё раз дебил - не нравится зачем заходишь то,?
Чтобы камрадам флажок поставить, дабы не вляпались.
Я по первой твоей статье понял, в чем твои мотивы.
А так ты за других переживаешь... Вона оно сто Петрович...)))
Скажем так, твои переживания не столь однозначны для других...
Но есть реальные проблемы... Дети в Африке голодают, сво..
Почему бы тебе не пойти в сво и неснищить РКАЛЬНЫЕ риски для других прикрыв их своей никчёмной тушкой?
таких преподов-дебилов гнать надо они только убивают интерес у студентов
был один у нас такой, пингвином звали (за неизменный красный галстук)
со словами ну я сам физику знаю на 4, он всем ставил не выше 3 балов
но после его двоек народ спокойно буквально на следующий день (то есть без доп подготовки) пересдавал на отлично с другим потоком
так специально для перподов-дебилов - задача прежде всего расчетная, есть сопутствующая экспериментальная задача. Но это другая задача!
Это разные, хоть и связанные задачи!
если вы до сих пор этого не понимаете - это полный запрет на профессию должен быть, иначе у нас так и продолжать спутники падать, пока журналисты командуют роскосмосом, а такие преподы-дебилы готовят студентов
зы
если переходит к другой задаче - померить в эксперименте, то там есть только одна проблема чистота вакууму
но вроде ее можно решить, как минимум есть несколько идей, возможно некоторые из них окажутся рабочими...
но вы же заявились как экспериментатор...жду идей от вас...если вы вообще не полный дебил
Ну я и говорю, что в этой конкретной постановке задача не имеет смысла, потому что сфероконическая. Ей нельзя сопоставить никакой эксперимент.
Опишите Вашу реальную экспериментальную установку - будет о чём говорить.
как вы определили? попытались поставить эксперимент?))
Помню черно белый док фильм времен СССР о скафандрах.
Был сюжет, как испытатель в барокамере в скафандре держит стакан с водой. Давление падает до вакуума, - вода в стакане закипает.
И месяц назад, на АШ эту тему поднимали. Приводились графики и таблицы. Вода при +20 Цельсия в вакууме однозначно кипит.
дайте ссылку на графики и таблицы
Кипит. При этом на Земле только на поверхности, в невесомости по всему объёму. При наличии правильных рук на Земле можно поставить красивый трюк, как вода в длинном цилиндре будет закипать и зона кипения будет опускаться сверху вниз.
Поэтому и написали что граничные условия не определены. Кстати при фантастическом допущении что не вскипит и тепла поступает достаточно, в первый момент скорость испарения будет максимальной а потом будет лимитироваться скоростью отвода паров (газа), так называемая внешняя диффузия. Задача чисто математически- интересна. При этом через небольшой промежуток время пары остынут и начнёт кристаллизоваться лед. Тоже интересная задача- сколько нужно времени на остывание паров.
На Земле на неком расстоянии от поверхности жидкости начнут расти кристаллы и осыпаться кристаллическим дождём, но нужны руки растущие из правильного места.
ТС, а с какой целью интересуетесь? У Вас появился источник дешевого вакуума?
в 100 км есть не то дешевый, а просто бесплатный))
За морем телушка - полушка, да рубль перевоз. Транспортные расходы забыли учесть. Так что далеко не бесплатный.
ну да...есть значительно ближе и дешевле - вакуум в вашей голове...
если брать оптом на Озоне, то можно сильно сэкономить
Самогон перегонять при пониженном давлении прикольно.. кипит при 36 градусах, емнип.. вакуумматор от кондея в помощь..;)
а сам самогон будет высокого качества и никто не умрёт?
А от чего там умереть, формула спирта при перегонке не меняется же.
Дело в том, что отличить метиловый спирт от этилового довольно проблематично. А если будет гореть зелёным пламенем?
а разве "природный" ни одного типа получается?
Это при синтезе получается 50/50...или не так?
Не знаю, так как не варил самогон, но зато знаю, что есть немало случаев, когда выпивали самогон, то откидывали копыта. А такой самогон горел зелёным пламенем. Этиловый спирт горит голубым пламенем.
Головы отбрасывать надо при перегонке, да и про хвосты не забывать. И так два раза.
Из нехороших компонентов могно брагу сделать, да. Некоторые фрукты ягоды вполне могут дать ненужные вещества, слива например.
При брожении может образовываться процентов десять метанола, столько предгона и надо отбирать. Вот предгоном можно и отравится, но сложно, поскольку этанол противоядие. Если предгон не отбирать, отравиться очень сложно, просто столько не выпить, на водку это куда больше литра.
Благодарю.
Ошибка считать, что весь метанол уйдёт с "головой". Его может быть и меньше, и много больше, чем 10% (собссно, причина многих отравлений)
Весь он вообще никогда не уйдёт. Просто, как верно заметили выше, этанол - антидот метанолу, поэтому небольшие количества действуют не так убойно, как могли бы. Некоторое количество метанола вообще неотделимо от этанола перегонкой (как, например, перегонкой нельзя отогнать последние 4% воды).
Вообще, делайте "медный" тест, и не только на "голове". Будьте осторожны.
Страницы