«Товарищи учёные, эйнштейны драгоценные,
Ньютоны ненаглядные, любимые до слёз!…»

Помогите разобраться, а то запутался совсем:
Инеты пишут, что процентное соотношение азота и кислорода практически не зависит от высоты над уровнем моря. Но! Плотность (при н. у.) Кислорода — 1,42897 кг/м?, а Азота — 1,251 кг/м?. Вопрос: почему тяжелый кислород не выдавливает легкий азот?

наука на научном форуме  478x479, 36.04 kb

21 Responses to Почему кислород не выдавливает легкий азот?

  1. Dylno:

    Циклоны – Антициклоны перемешивают? Вряд ли настолько равномерно
    Притяжение vs Центробежная сила? Нуу, тоже как-то не верится, что настолько равномерно по всей высоте воздушного слоя.

  2. Odaam:

    Статистика — exp(-E/kT)
    Потенциальная энергия на высоте 10 км — 33 И 29 мэВ для молекулярной массы 32 и 28 соответственно; в равновесной и неподвижной атмосфере 300 К концентрация кислорода на высоте 10 км была бы на 8% ниже, 17.4%, без учета перемешивания.
    ТО есть это совсем не как перемешивать гравий в воде, сильного разделения даже в отсутствие перемешивания не будет.

  3. 44App:

    : Пост закрыт.

  4. Odaam:

    : После этой фразы меньше 100 комментов не бывает…

  5. ZvnRain:

    Как тогда дело обстоит с ксеноном, у которого при н/у плотность 0,0059 г/см3, а на 10 километрах потенциальная энергия 133,4 мэВ?

  6. Dylno:

    : а можно как-то «на пальцах», а то перечитывать Максвеллов-Больцманов лениво (: как говорится «тяжело когда забыл, да еще и не знал»?
    Я правильно понял твой месседж, что основным перемешивающим фактором является Броуновское движение?
    Но на высоте попрохладнее и молекулы помедленнее должны бегать?

    хочу сепарировать воздух не весь – лишь чуть-чуть центробежной силой на азот и кислород
    если взять трубу с радиусом изгиба R, выходное отверстие которой раздваивается (одна трубка ближе к оси цилиндра (азот), другая дальше(кислород)).

    особая чистота газов на выходе не требуется – например от 50%/50% кислорода/азота в наружной выходной трубке уже было бы интересно.

    Взлетит?

    Если нет, то: «а почему»?
    Если да, то: как посчитать какой % кислорода будет во внешней трубке при заданных скорости подачи воздуха и радиусе изгиба трубы? и какой длинны трубы будет достаточно (радиан, виток, два…)?

  7. Dylno:

    : сглазил

  8. Dylno:

    : а может быть есть другой простой способ сепарации воздуха?
    крио, нано и пр. не интересно — надо что-нибудь легко реализуемое «с помощью палки и веревочной петли»

  9. Odaam:

    : По простому и на пальцахТМ: разделение в центрифуге — по дельта-м, просто разница в массе.
    Задача, аналогичная разделению азота и кислорода (4 единицы разницы) — разделение урана 238 и 235 (3 единицы разницы)
    Для решения второй задачи в Иране недавно запустили очередной каскад из скольких-то там тысяч центрифуг
    И меня уже попросили уточнить ваш IP

  10. Odaam:

    : Сейчас есть установки разделения воздуха на мембране, одно проходит, другое остается.
    По-моему на заре перестройки кто-то пытался продать такие мембранки для хранения продуктов — их в крышки банок ставили. Если совсем нелениво, то поищите — это было в ХиЖ; год так 1988-1990. С тех пор, правда, не слышал о таком.

  11. Odaam:

    : Поиск по статьям о ксеноне в атмосфере приводит к умным научным статьям о происхождении атмосферы и увлечении всего и вся водородом. Там большая наука… а концентрацию на высоте, похоже, померить забыли.

  12. ZvnRain:

    : странная штука с ксеноном, почему он не собирается в низинах или, скажем, в пещерах каких-нибудь. Я смотрел в теблогередаче «разрушители легенд» опыты с гексафторидом серы — они его наливали в аквариум и пускали сверху плавать маленькую лодочку, при этом газ с воздухом смешиваться не спешил. По плотности они близки с ксеноном. Ну и известно, что в пещерах тот же углекислый газ скапливается ближе к низу. Почему тогда с ксеноном такое не наблюдается?

  13. Dylno:

    : ну про изотопы не знаю, но у азота и кислорода 15% разница по плотности — разве мало для сепарации (частичной)?
    керосин же не тонет

  14. Odaam:

    : Да сколько там того ксенона в атмосфере? Есть накопление радона в подвалах — и то в основном, как я понимаю, из-за того, что он выделяется снизу. Прикиньте какой градиент и концентраций — в полтора раза на километр высоты, да?
    И не путайте статистику и динамику. В неподвижной атмосфере равновесие устаканится диффузией. А это ме-е-едленный процесс.
    На пальцахТМ:
    У нас в институте лаба была на измерение диффузии в воздухе — 2 колбы соединенных горлышками, в нижней воздух, в верхней гелий, меряем теплопроводность — определяем как оно перемешивается. На лабу по расписанию у нас было, если не путаю, 3 пары. Так вот, полноценного перемешивания за это время так и не произошло.

  15. Odaam:

    : Уравнения начнем писать, или на слово поверим? Играет не отношение, а разница молекулярных масс.
    А керосин не тонет, потому что не смешивается с водой. А вот спирт от воды в бутылке не отстаивается!

  16. ZvnRain:

    : понятно.

  17. Dylno:

    : за совет спасибо, но несколько не то
    про мембранную и адсорбционную сепарацию воздуха знаю, но мембрана забивается быстро если воздух предварительно не чистить — в общем сложновата конструкция получится.

  18. Dylno:

    : про керосин красненьким, если что
    булавка стальная на воде тоже лежать может )

  19. Dylno:

    : да поверим конечно, но по молекулярной массе те же 14% разницы, что же они не работают?

    на всякий случай акцентирую внимание, что НЕ требуется чтобы 99,9% азота пошели в одну трубу, а кислорода в другую
    требуется только значимо повысисть концентрацию кислорода (напр. в 2 раза) у одной стенки сосуда (или в одной выходной трубе) по отношению к другой

  20. Odaam:

    : Настоящим я настоятельно прошу Вас внимательно прочитать фразу, которую я повторяю третий раз: степень разделения в центрифуге пропоциональна абсолютной величине молекулярных масс разделяемых компонент, а не нормированному их отношению (как, например, при диффузии).
    Поэтому задача разделения кислорода и азота (delta M =4) достаточно близка задаче разделения изотопов урана (delta M =3)

    Вопрос на засыпку: Какой именно параметр влияет на степень разделения в центрифуге? Какова размерность данного параметра?

  21. Muioff:

    : с их помощью можно принести из аптеки кислородную подушку.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован.