Необычная проблема в термодинамике.

Модератор: mike@in-russia

asmel
Сообщения: 16
Зарегистрирован: Пт ноя 06, 2015 10:20

Re: Необычная проблема в термодинамике.

Номер сообщения:#16   asmel » Сб ноя 21, 2015 17:25

Кстати, получение чистого спирта, очень сложная проблема.
Чё за бред?
Что за сложность в перегоне паров спирта через трубочку наполненной хлористым кальцием?
Вы , очевидно , относитесь к категории людей у которых не бывает сложных проблем. Главное, не довести это свойство Вашего организма до патологии. Получение чистого спирта непростая проблема. Очистить спирт от воды не так уж и сложно, проблема в очистке от других примесей.
Но я пытаюсь разобраться не в этом - мне непонятно, почему в данном процессе не работает физика.

asmel
Сообщения: 16
Зарегистрирован: Пт ноя 06, 2015 10:20

Re: Необычная проблема в термодинамике.

Номер сообщения:#17   asmel » Сб ноя 21, 2015 18:01

morozov писал(а):
В этом и состоит парадокс, который я не могу объяснить. Парадокс в том, что так почему-то не делают - не отбирают чистейший спирт, возвращающийся в нагреватель.
Тут напрашивается аналогия с дробной дистилляцией. Там ситуация еще хуже, в результате каждого цикла концентрация увеличивается по чуть-чуть. Причем каждый раз процесс немного не достает до идеального. Ведь для того, что бы установилось равновесие нужно время, в идеале бесконечное.
Мне все-таки не понятно, почему вода конденсируется на горячей поверхности - этого не должно быть!!!

Аватара пользователя
individ
Сообщения: 1739
Зарегистрирован: Вс июн 08, 2014 19:15

Re: Необычная проблема в термодинамике.

Номер сообщения:#18   individ » Сб ноя 21, 2015 20:00

asmel писал(а): Мне все-таки не понятно, почему вода конденсируется на горячей поверхности - этого не должно быть!!!
Ну да. Чё это в сауне народ потеет так сильно. На человеке водяной пар конденсируется. Вроде не холодный.
Может будет новость для Вас, но вода может даже до 300 градусов Цельсия быть жидкой - если подобрать нужное давление.

Аватара пользователя
individ
Сообщения: 1739
Зарегистрирован: Вс июн 08, 2014 19:15

Re: Необычная проблема в термодинамике.

Номер сообщения:#19   individ » Сб ноя 21, 2015 20:04

asmel писал(а):
Кстати, получение чистого спирта, очень сложная проблема.
Чё за бред?
Что за сложность в перегоне паров спирта через трубочку наполненной хлористым кальцием?
Вы , очевидно , относитесь к категории людей у которых не бывает сложных проблем. Главное, не довести это свойство Вашего организма до патологии. Получение чистого спирта непростая проблема. Очистить спирт от воды не так уж и сложно, проблема в очистке от других примесей.
Но я пытаюсь разобраться не в этом - мне непонятно, почему в данном процессе не работает физика.
Физика работает.
Технология очистки от примесей выбирается в зависимости от сырья которое используют. Тут используют химические реагенты.
Как те о которых сказал - так и другие например ионнообменные смолы, активированный уголь, селикогель и другие.

Как понимаю хотите на пустом месте создать проблему и преподнести её как не решаемую.
Успокойтесь. Технология отработана годами и в совершенстве.
Не сможете ничего нового внести.

asmel
Сообщения: 16
Зарегистрирован: Пт ноя 06, 2015 10:20

Re: Необычная проблема в термодинамике.

Номер сообщения:#20   asmel » Сб ноя 21, 2015 23:08

individ писал(а):
asmel писал(а): Мне все-таки не понятно, почему вода конденсируется на горячей поверхности - этого не должно быть!!!
Ну да. Чё это в сауне народ потеет так сильно. На человеке водяной пар конденсируется. Вроде не холодный.
Может будет новость для Вас, но вода может даже до 300 градусов Цельсия быть жидкой - если подобрать нужное давление.
Может будет новость для Вас, но температура тела человека 37С, а температура водяного пара при атмосферном давлении 100С.

asmel
Сообщения: 16
Зарегистрирован: Пт ноя 06, 2015 10:20

Re: Необычная проблема в термодинамике.

Номер сообщения:#21   asmel » Сб ноя 21, 2015 23:32

individ писал(а):Физика работает.
Технология очистки от примесей выбирается в зависимости от сырья которое используют. Тут используют химические реагенты.
Как те о которых сказал - так и другие например ионнообменные смолы, активированный уголь, селикогель и другие.
Как понимаю хотите на пустом месте создать проблему и преподнести её как не решаемую.
Успокойтесь. Технология отработана годами и в совершенстве.
Не сможете ничего нового внести.
Вы постоянно, в своих ответах клеймите фриков. В моем понимании Вы являетесь ярчайшим их представитепем. В который раз подчеркиваю, меня не интересует абсолютный спирт. Кстати, азеотропный спирт и абсолютный спирт это не одно и то же.
Физика всегда работает это неоспоримо, даже для фриков. Хотелось бы понять как она работает. В проблеме, которую я описал, видно явное противоречие (для меня) между законами Дальтона, Паскаля, про законы конденсации пока ничего не нашел.

Аватара пользователя
individ
Сообщения: 1739
Зарегистрирован: Вс июн 08, 2014 19:15

Re: Необычная проблема в термодинамике.

Номер сообщения:#22   individ » Вс ноя 22, 2015 7:43

asmel писал(а): Может будет новость для Вас, но температура тела человека 37С, а температура водяного пара при атмосферном давлении 100С.
Да не может быть! :D
То есть хотите сказать, что в комнате с температурой 20 градусов Цельсия температура водяного пара 100 градусов?
Или может его вообще нет там?

Может прежде чем, что то говорить и задавать вопросы - прежде разберётесь, что вообще надо?
И чего хотите?
Книжку по химии для начала прочитал, что ли?

asmel
Сообщения: 16
Зарегистрирован: Пт ноя 06, 2015 10:20

Re: Необычная проблема в термодинамике.

Номер сообщения:#23   asmel » Вс ноя 22, 2015 11:24

individ писал(а):
asmel писал(а): Может будет новость для Вас, но температура тела человека 37С, а температура водяного пара при атмосферном давлении 100С.
Да не может быть! :D
То есть хотите сказать, что в комнате с температурой 20 градусов Цельсия температура водяного пара 100 градусов?
Или может его вообще нет там?
Да, с Вами надо быть начеку! Речь шла о бане. А в бане, при обливании печки водой, образуется 100 градусный пар. И конечно в 20 градусной комнате пар на 37 градусном человеке не конденсируется.

leSage
Сообщения: 387
Зарегистрирован: Пн май 19, 2008 18:01

Re: Необычная проблема в термодинамике.

Номер сообщения:#24   leSage » Вс ноя 22, 2015 20:20

5. Парциальное давление паров воды будет 17%*760 мм рт ст = 129 мм рт ст.
6. При таком давлении вода начнет конденсацию при температуре 57С.
7. Однако на стенках трубки будет температура коденсации спирта 73.7С и вода сконденсироваться в этот спирт не сможет.
Если бы спирта не было бы, то не сконденсировалась бы.
А поскольку спирт есть - то можете считать, что вода растворяется в сконденсировавшемся спирте.

Кстати, парциальное давление воды (из закона Рауля) считается не так.
Давление насыщенных паров воды при 74Ц равно 277 мм.рт.ст.
Если мольная доля воды в растворе - 0.17, то по закону Рауля парциальное давление воды должно быть 277 * 0.17 = 47 мм.рт.ст.
Но в реальности азеотропная смесь и возникает именно из-за отклонения от закона Рауля.
Для этилового спирта я нашёл такие данные: p0(70Ц) = 543 мм.рт.ст., p0(80Ц) = 813 мм.рт.ст. Для 74Ц получается примерно p0(74Ц) = 510 мм.рт.ст.
В сумме по закону Рауля получается 47 + 510 = 557 мм.рт.ст.
А в реальности, поскольку смесь кипит - 760 мм.рт.ст.
Это - положительный азеотроп, поскольку давление пара выше, чем предсказывает закон Рауля.
Т.е., по физике, молекулы спирта и воды как бы помогают друг другу покинуть жидкую фазу.

И заранее предсказать, будет данная бинарная система азеотропной или нет - не получается. В общем случае - только экспериментальным путём.
Если бы можно было бы вычислять парциальное давление, просто умножив мольную долю на атмосферное даление - всё было бы элементарно. Но, увы, это не так.
Последний раз редактировалось leSage Пн ноя 23, 2015 0:28, всего редактировалось 2 раза.

Аватара пользователя
morozov
Сообщения: 30455
Зарегистрирован: Вт май 17, 2005 18:44
Откуда: с Уралу
Контактная информация:

Re: Необычная проблема в термодинамике.

Номер сообщения:#25   morozov » Вс ноя 22, 2015 23:08

Но я пытаюсь разобраться не в этом - мне непонятно, почему в данном процессе не работает физика.
Как всегда, физика рассматривает некую идеализацию задачи. Невесомые нити, блоки без трения.
В данном случае проблема во времени. Если быстро охладить смесь паров, то, перейдя в жидкое состояние смесь не успеет разделится.
другое доле если смесь закупорим в банку и выдержим достаточно долго при нужной температуре. Установится равновесие (если речь идет о спирте не у всех хватит терпения). Но это долгий процесс и к тому же 100% разделения не будет никогда.
Поскольку есть диффузия и...
...улучшить конечный результат можно понизив температуру (соответственно и давление).
...ускорить процесс можно взбалтывая. На практике трубку набивают какой-нибудь ерундой, осколки стекла, мотки проволоки.

Тут киска предлагала реагентный метод.... но реагент надо восстанавливать, и потом в самом деле отделаться от реагента другая проблема. Я уже говорил, что абсолютным спиртом стараются не расплачиваться, он пахнет бензолом.
Впрочем времена меняются и водка перестает быть основной валютой.
С уважением, Морозов Валерий Борисович

asmel
Сообщения: 16
Зарегистрирован: Пт ноя 06, 2015 10:20

Re: Необычная проблема в термодинамике.

Номер сообщения:#26   asmel » Пн ноя 23, 2015 8:02

leSage писал(а):Кстати, парциальное давление воды (из закона Рауля) считается не так.Давление насыщенных паров воды при 74Ц равно 277 мм.рт.ст. Если мольная доля воды в растворе - 0.17, то по закону Рауля парциальное давление воды должно быть 277 * 0.17 = 47 мм.рт.ст.
Кстати, в моем примере мольная доля воды приведена не для раствора, а для пара (газа). И закон Рауля работает для растворов, а я проясняю физику конденсации газов, а не физику кипения растворов. С растворами и Раулем все понятно. К тому же конденсация происходит в тонкую пленку, так что применять закон Рауля не совсем корректно.
Даже если ваш расчет верен, то при 47 мм рт ст вода будет конденсироваться при температуре 37С, и на 78С никакой конденсации не будет.
Последний раз редактировалось asmel Пн ноя 23, 2015 8:14, всего редактировалось 1 раз.

asmel
Сообщения: 16
Зарегистрирован: Пт ноя 06, 2015 10:20

Re: Необычная проблема в термодинамике.

Номер сообщения:#27   asmel » Пн ноя 23, 2015 8:10

morozov писал(а):
Но я пытаюсь разобраться не в этом - мне непонятно, почему в данном процессе не работает физика.
В данном случае проблема во времени. Если быстро охладить смесь паров, то, перейдя в жидкое состояние смесь не успеет разделится.
Проблема в том, что, во первых - охлаждение не быстрое, во вторых - переходить в жидкое состояние, (по физике) может один из компонентов смеси, другой компонент (вода) этого делать не должен.

leSage
Сообщения: 387
Зарегистрирован: Пн май 19, 2008 18:01

Re: Необычная проблема в термодинамике.

Номер сообщения:#28   leSage » Пн ноя 23, 2015 11:35

asmel писал(а): переходить в жидкое состояние, (по физике) может один из компонентов смеси, другой компонент (вода) этого делать не должен.
Я же Вам написал - считайте, что вода растворяется в сконденсировавшемся спирте.

Это только кристаллы выделяются, например, из расплавленной магмы по мере её остывания последовательно - сначала более тугоплавкие, затем - менее. Да и то сплошь и рядом идёт сокристаллизация, если кристаллические решётки похожи.
А то, что вещество из паровой смеси должно переходить в жидкость точно также, как и в чистом виде - неверно, потому что существует взаимодействие и между молекулами разных веществ.

Если воду добавить в спирт, то смесь нагреется. Это говорит о том, что молекулам воды и спирта энергетически выгодно образовывать водородные связи между друг другом.
asmel писал(а):Кстати, в моем примере мольная доля воды приведена не для раствора, а для пара (газа).
Да. Вы берёте экспериментальные данные.
Если бы молекулы воды не взаимодействовали с молекулами спирта, то парциальное давление воды подчинялось бы закону Рауля и равнялось бы 47 мм.рт.ст.
А на самом деле - 129 мм.рт.ст. Т.е. молекулы спирта, испаряясь из раствора, вытаскивают с собой и молекулы воды. И, наоборот, конденсируясь, также захватывают их.

asmel
Сообщения: 16
Зарегистрирован: Пт ноя 06, 2015 10:20

Re: Необычная проблема в термодинамике.

Номер сообщения:#29   asmel » Пн ноя 23, 2015 12:38

leSage писал(а):Если бы молекулы воды не взаимодействовали с молекулами спирта, то парциальное давление воды подчинялось бы закону Рауля и равнялось бы 47 мм.рт.ст.
При 70 мм рт ст азеотроп этилового спирта и воды разрушается. Значит при таком давлении мои утверждения будут выполняться? Закон Рауля тоже начнет работать в полную силу? Хотя, повторю - закон Рауля дает парциальные давления газовых компонентов над жидкостью, про конденсацию в законе ничего не прописано.
leSage писал(а):Я же Вам написал - считайте, что вода растворяется в сконденсировавшемся спирте.
Процесс растворения воды в спирте очень не быстрый, можете провести простейший эксперимент - в прозрачную бутылку поверх воды аккуратно налейте спирт. Линия раздела жидкостей будет четко видна, и продержится больше недели.

asmel
Сообщения: 16
Зарегистрирован: Пт ноя 06, 2015 10:20

Re: Необычная проблема в термодинамике.

Номер сообщения:#30   asmel » Вт ноя 24, 2015 0:46

/////
Последний раз редактировалось asmel Сб дек 12, 2015 23:41, всего редактировалось 1 раз.

Ответить

Вернуться в «Общая физика, химфизика, биофизика / General Physics, Chemical Physics, Biological Physics»