Поверхности адсорбента

Полное количество энергии, излучаемое в единицу времени единицей поверхности абсолютно черного тела, имеющего температуру Г (К), определяется законом Стефана — Больцмана:

другого тела с известным коэффициентом излучения б. Для восприятия лучистой энергии, испускаемой поверхностью исследуемого тела, применяется специальное приемное устройство. Оно представляет собой толстостенный полый цилиндр 1, внутри которого помещается дифференциальная термопара 2. Для увеличения поверхности к спаям термопары привариваются тонкие пластинки, покрытые сажей. Одна из них 3 воспринимает излучение, па-длющее с исследуемого тела, другая 4 — с поверхности абсолютно черного тела. Приемное устройство помешается в кожух 5, охлаждаемый водой. Для измерения температуры кожуха предусмотрена термопара 6. Исследуемое

Полное количество энергии, излучаемой 1 м? поверхности абсолютно черного тела, для всех длин волн от >,—О до ^=оо определяется уравнением

Закон Ламберта устанавливает, что интенсивность излучения с еди* ницы поверхности абсолютно черного тела в каком-либо направлении пропорциональна косинусу угла между этим направлением и нормалью к поверхности:

Следовательно, общее количество энергии, излучаемой единицей поверхности абсолютно черного тела, в я раз больше того количества энергии, которое излучается в нормальном направлении.

где ?ov — спектральная плотность излучения с поверхности абсолютно черного тела при температуре, равной температуре газа в слое. Выражение в скобках в (и) зависит лишь от оптической тол-

где Jtoy — спектральная плотность потока излучения с поверхности абсолютно черного тела при температуре, равной температуре газа в слое. Выражение в скобках в уравнении (и) зависит лишь от оптической толщины газового слоя; интеграл в этом выражении был вычислен Якобом графическим методом (г — переменная интегрирования).

СТЕПЕНЬ ЧЕРНОТЫ — отношение количества лучистой энергии Е, испускаемой единицей поверхности тела при определенной температуре Т, к количеству энергии Е„, испускаемой единицей поверхности абсолютно черного тела при той же темп-ре (Е паз. энергетич. светимостью, измеряется в em/см2 или ккал/мгчас).

Степень черноты (ек) — излучательная способность, представляющая собой отношение количества лучистой энергии ?, испускаемой единицей поверхности при соответствующей температуре Т, к количеству энергии е„, испускаемой единицей поверхности абсолютно черного тела (табл. 56), имеет большое значение при решении ряда практических задач теплообмена излучением в физике, теплотехнике и космосе.

Износоустойчивость. Обработать поверхности .абсолютно гладко невозможно, —даже при любой обработке

При ' расчете абсолютно гибких пластинок можно пренебречь напряжениями изгиба, так как они малы по сравнению с напряжениями в срединной поверхности.

десорбция (откачка адсорбата с поверхности адсорбента), Т = 4— 300 К;

Сорбционные установки делятся на абсорбционных и адсорбционные. В абсорбционных установках сорбция осуществляется в массе (внутри) абсорбента через границу раздела жидкой и паровой фаз. В адсорбционных установках процесс сорбции происходит на развитой поверхности адсорбента, находящегося, как правило, в твердом виде.

^Первое теоретическое уравнение, описывающее связь между количеством адсорбированного газа и его равновесным давлением при постоянной температуре, было предложено И. Ленгмюром. В основе вывода лежали следующие допущения: 1) адсорбированные частицы связаны с определенными локализованными центрами «а поверхности адсорбента; 2) каждый центр может

где в — доля занятых адсорбированными частицами центров поверхности; V — объем адсорбированного вещества; Vm — объем вещества, необходимый для образования мономолекулярного слоя адсорбата на поверхности адсорбента при равновесном давлении; b — константа; Р — давление пара адсорбата.

Рассмотренное в предыдущем параграфе явление скопления растворенных молекул на поверхности раздела жидкости с твердым телом является другим частным случаем весьма распространенных и важных явлений адсорбции1. Слой молекул, скопившихся у поверхности твердого тела, вытеснивших оттуда молекулы растворителя и как бы прилипших к ней, и в этом случае называется адсорбционным слоем. Количество вещества в адсорбционном слое, приходящегося на единицу площади поверхности адсорбента, как бы избирательно притягивающего посторонние молекулы, называется удельной адсорбцией и служит мерой ее величины. Как пока-

Замечательные результаты получены при исследовании вещества в количестве, умещающемся в насыщенном адсорбционном слое. Деля вес вещества на его плотность, можно было определить объем, а следовательно, и толщину мономолекулярного адсорбционного слоя. Эта толщина дает представление о размерах молекулы в адсорбционном слое в направлении, перпендикулярном к поверхности адсорбента.

Обнаруженные закономерности приводят к очень простой картине расположения молекул в адсорбционном слое. Молекулы обращены к твердой поверхности своими карбоксильными группами, т. е. группами GOOH, хвосты же молекул расположены приблизительно перпендикулярно к поверхности адсорбента. Таким образом, при насыщении адсорбционного монослоя образуется большое число плотно (бок о бок) расположенных молекул с цепями, ориентированными параллельно друг другу и перпендикулярно к поверхности адсорбента.

Такое строение адсорбционного слоя молекул жирных кислот объясняется в основном силами притяжения между карбоксильной группой молекулы и поверхностью адсорбента, например металла. Только в том случае, когда цепи молекул располагаются перпендикулярно к поверхности адсорбента, эта поверхность приходит во взаимодействие с максимальным числом молекул жирной кислоты, в максимальной степени удовлетворяя их стремлению притянуться к поверхности! металла.

' Адсорбция — уплотнение растворенного или парообразного вещества на поверхности адсорбента (детали).

Если принять, что латентный период зависит от медленной диффузии молекул через слой жидкости к поверхности адсорбента, то когда толщина нанесенного слоя делается достаточно малой, должно наблюдаться уменьшение латентного периода. Мы изучали кинетику латентного периода, измеряя ц. в зависимости от времени т при разных толщинах /г наносимых слоев (от /г= 1 мм до ft= 10~5 см), но при одинаковой концентрации поверхностно-активного вещества. Результаты некоторых из этих измерений изображены на рис. 9. Мы видим, что кинетика латентного периода не зависит (при равных Г) от h, а зависит только от с и от длины углеродной цепи растворенных молекул. Это показывает, что латентный период связан с процессами, происходящими в самом адсорбционном слое.

1 Возможность миграции адсорбированных молекул по поверхности адсорбента не исключается [1-23]. Миграция может быть следствием теплового движения частиц адсорбента.