ГЛАВА 9. Приклади термодинамічних розрахунків в металургії
§ 9. 1. Тиск насиченої пари і швидкість випаровування речовини
Властивість речовини випаровуватися при високих температурах використовується в ряді металургійних процесів. головним чином для їх очищення від небажаних домішок.
Якщо речовина в процесі випаровування не розкладається (зокрема це стосується металів), то швидкість випаровування з одиниці поверхні описується формулою Ленгмюра
де P- тиск насиченої пари при температурі Т; # 945; - коефіцієнт випаровування, який залежить від стану і чистоти поверхні, для чистих речовин # 945; ≈ 1; М- молекулярна маса випаровується речовини.
Ця формула справедлива тільки для випадку випаровування в вакуум, коли випарувалися частинки не повертаються до поверхні випаровування в результаті зіткнення з іншими частками. Якщо тиск залишкового газу в камері порівняно з тиском насиченої пари, то швидкість випаровування істотно зменшується.
Таким чином, швидкість випаровування речовини визначається головним чином тиском насиченої пари Р:
де (Фпар- Фконд) - різниця наведених потенціалів речовини в газоподібному і конденсованому стані; P o- стандартний тиск 1 атм = 101325 Па.
Зазвичай в довідниках термодинамічних величин наводиться наведений потенціал у вигляді полінома
У довідниках за фізичними властивостями тиску пара приводиться у вигляді полінома lgP = А-B / T + C lnT + DT. Очевидно що значення коефіцієнтів A. B. C і D пов'язані з коефіцієнтами полінома для наведеного потенціалу Ф.
Експериментальне визначення тиску насиченої пари речовини найбільш просто можна провести з використанням комірки Кнудсена (еффузіонной камери), для якої можна коректно провести розрахунки, що зв'язують тиск насиченої пари зі швидкістю випаровування речовини з осередку. Осередок Кнудсена часто використовується і для контрольованого напилення плівок в вакуумі.