газопроницаемость

ГАЗОПРОНИЦАЕМОСТЬ - способность конденсированных тел пропускать газовые потоки. Г. относится к переноса явлениям и вызывается градиентом химических потенциалов.

Процесс Г. состоит из неск. стадий: поглощения частиц газа поверхностью конденсир. среды, прохождения газа через неё, выделения газа на противоположной поверхности конденсир. тела и десорбция частиц газа с поверхности. Любая из этих стадий может сопровождаться диссоциацией молекул газа, газ может ионизоваться или вступать с молекулами (атомами) конденсир. среды в хим. реакции. На заключит. стадии Г. частицы могут вновь ассоциировать.

Возникновение движущих сил, приводящих к Г., связано с наличием градиента тепловых, электрич., гравитац. полей, градиента концентрации и (или) связанного с ними градиента парциальных давлений газов в разл. средах.

В зависимости от соотношения между ср. длиной свободного пробега частиц газа и ср. диаметром каналов газопроводящей среды существует неск. типов Г.: 1) при -ламинарная Г.; 2) при- молекулярная, эффузионная, или кнудсеновская Г.; 3) при - диффузионная Г. Последний случай осуществляется посредством разл. видов диффузии и растворимости газа. Так, в кристаллич. телах диффузионная Г. идёт как по границам зёрен, так и внутри отд. кристаллов; как правило, она имеет анизотропный характер.

Поток Q газа при ламинарной и эффузионной Г. определяется ур-нием

где - проводимость среды, р₁ и р₂; - давление газа на поглощающую и десорбирующую поверхности среды, пропускающей через себя газ. Ламинарный и эффузионный потоки различаются величиной . Для линейной одномерной диффузии на основе первого Фика закона поток через поверхность площадью S в единицу времени равен:

где D - коэф. диффузии, с - концентрация, x - координата распространения диффузионного потока. Согласно Генри закону ,концентрация газа с в конденсир. теле пропорциональна р, если молекулы газа в газовой и конденсир. фазах неизменны:

(Г - константа Герца). Если молекулы газа в конденсир. среде диссоциируют, то

где n - число фрагментов, на к-рые распадается молекула.

Закон Генри (3) справедлив для растворимости газов в молекулярных жидкостях, для к-рых

Величина Г в (3), (4) и (5) различна и может быть вычислена. Так, при растворении азота и водорода в жидком железе при 1000⁰C, согласно (4), можно получить Г_N=0,043 атм^-1/2 и Г_Н=0,0027 атм^-1/2. Произведение D*Г=k иногда наз. коэф. Г. Поскольку скорость диффузии и растворимость зависят от темп-ры T, то и k =k(T). Ю. H. Любитов.

   <<      Предметный указатель      >>