Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Pobieranie prezentacji. Proszę czekać

Technika wysokiej próżni Podstawowe procesy fizyczne związane z technologią próżni Piotr Legutko.

Podobne prezentacje


Prezentacja na temat: "Technika wysokiej próżni Podstawowe procesy fizyczne związane z technologią próżni Piotr Legutko."— Zapis prezentacji:

1 Technika wysokiej próżni Podstawowe procesy fizyczne związane z technologią próżni Piotr Legutko

2 Plan prezentacji podstawowe pojęcia przemiany gazu doskonałego zarys teorii kinetycznej gazów oddziaływanie cząsteczek gazu z powierzchnią gaz w ciele stałym

3 Podstawowe pojęcia ciśnienie gazu zasady termodynamiki temperatura gazu

4 Próżnia w liczbach Jednostki 1 mbar = 100 Pa 1 Torr = 131,6 Pa = 1 mm Hg 1 mbar = 0,76 Torr Zakresy próżni Niska 10 5 – 10 2 Pa Średnia 10 2 – Pa Wysoka – Pa Bardzo wysoka (UHV) – Pa Ekstremalnie wysoka (XHV) poniżej Pa Rekord próżni 1,3· Pa

5 Przemiany gazu doskonałego Przemiana izotermiczna Przemiana izochorycznaPrzemiana izobaryczna Przemiana adiabatyczna

6 Ilość gazu Liczba Avogadro Koncentracja (gęstość liczbowa)

7 Równania stanu gazu Równanie stanu gazu doskonałego (Równanie Clapeyrona) Równanie stanu gazu rzeczywistego

8 Parowanie Równanie Clausiusa - Clapeyrona

9 Zarys teorii kinetycznej gazów gaz jest złożony z niezmiernie małych atomów i/lub cząsteczek cząsteczki te są w nieustannym ruchu energia wewnętrzna gazu jest energią kinetyczną wszystkich rodzajów ruchów wszystkich jego cząsteczek Założenia

10 Zarys teorii kinetycznej gazów Rokład Maxwella-Boltzmanna

11 Zarys teorii kinetycznej gazów Ciśnienie gdzie: n – gęstość liczbowa k – stała Boltzmanna T – temperatura

12 Zarys teorii kinetycznej gazów Strumień gazu gdzie: p – ciśnienie m – masa k – stała Boltzmanna T – temperatura

13 Zarys teorii kinetycznej gazów Średnia energia kinetyczna gdzie: k – stała Boltzmanna T – temperatura

14 Zarys teorii kinetycznej gazów Średnia prędkość gdzie: k – stała Boltzmanna T – temperatura m – masa

15 Zarys teorii kinetycznej gazów Częstość zderzeń gdzie: d – średnica efektywna k – stała Boltzmanna T – temperatura m – masa n – gęstość liczbowa

16 Zarys teorii kinetycznej gazów Średnia droga swobodna gdzie: n – gęstość liczbowa d – średnica efektywna

17 Zarys teorii kinetycznej gazów Wartości n, l, J dla różnych p na przykładzie N 2 w 295K p [mbar]n [cm -3 ]l [cm]J [cm -2 s -1 ] 10132,5· ,6· ,9· ,5· ,9· ,5 · ,7·10 3 2,9·10 14

18 Oddziaływanie cząsteczek gazu z powierzchnią elektrostatycznych indukcyjnych dyspersyjnych Cząsteczka znajdująca się w pobliżu powierzchni jest pod wpływem pola sił: Powodują one przyciąganie cząsteczki

19 Oddziaływanie cząsteczek gazu z powierzchnią... ale w miarę zbliżania zaczynają działać siły odpychania...

20 Oddziaływanie cząsteczek gazu z powierzchnią Potencjał Lenarda-Jonesa: E r przyciąganie odpychanie

21 Oddziaływanie cząsteczek gazu z powierzchnią Adsorpcja Chemisorpcja Fizysorpcja

22 Oddziaływanie cząsteczek gazu z powierzchnią r E pot 2A E DYS D (A---A) E ads Q fiz Q chem. Chemisorpcja atomowego wodoru Fizysorpcja cząsteczkowego wodoru

23 Oddziaływanie cząsteczek gazu z powierzchnią Wzrost stopnia wysycenia powierzchni adsorpcja dyfuzja z wnętrza ciała stałego na powierzchnię Spadek stopnia wysycenia powierzchni desorpcja Czas życia w stanie zaadsorbowanym (wzór Frenkla) E d [kJ/mol]τ [s] 2 3,2 · ,6 · , ,8 · ,4 · ,1 · T = 295K τ 0 – odpowiada okresowi drgań sieci atomów ciała stałego ( s) T s – temperatura powierzchni E d – energia desorpcji

24 Oddziaływanie cząsteczek gazu z powierzchnią Czas życia w stanie zaadsorbowanym można zmniejszyć poprzez wygrzewanie ºC, kilka godzin - dni Ustalanie równowagi adsorpcyjnej energia sorpcji, temperatura stopień wysycenia powierzchni Wielowarstwowa adsorpcja siła wiązania kolejnych warstw jest z reguły słabsza niż pierwszej może prowadzić do kondensacji

25 Gaz w ciele stałym Rozpuszczanie gazu w ciele stałym Prawo Henryego gdzie: k – liczba atomów w cząsteczce gazu p – ciśnienie gazu otaczającego ciało stałe r – stała procesu zwana rozpuszczalnością gdzie: E aktr – energia aktywacji procesu rozpuszczania T cs – temperatura ciała stałego R – uniwersalna stała gazowa

26 Gaz w ciele stałym Dyfuzja gazu I prawo Ficka gdzie: D – współczynnik dyfuzji dn/dx – gradient koncentracji gazu w ciele stałym φ D – gęstość strumienia dyfundujących cząsteczek gazu gdzie: E aktywdyf – energia aktywacji dyfuzji T cs – temperatura ciała stałego R – uniwersalna stała gazowa

27 Gaz w ciele stałym Ciśnienie atmosferyczne Próżnia Ciało stałe gradient ciśnienia

28 Gaz w ciele stałym Rozpuszczanie gazu w ciele stałym Dyfuzja gazu w głąb ciała stałego Przenikanie gazu przez ściany komory próżniowej Poważne utrudnienie w otrzymywaniu wysokich próżni

29 Dziękuje za uwagę


Pobierz ppt "Technika wysokiej próżni Podstawowe procesy fizyczne związane z technologią próżni Piotr Legutko."

Podobne prezentacje


Reklamy Google