Комбинация жидкости и газа, т.ч. газ тяжелее жидкости?

kachokslava

при нормальных условиях.
[math]$SF_6$[/math] - гексафлорид серы имеет плотность 6.3гр/литр
и как это выглядело бы? шарики жидкости плавают на поверхности тяжёлого газа?

demiurg

Под "тяжелее" имеется в виду плотность?
Как же плотность газа может быть больше плотности жидкости?

Lene81

Как же плотность газа может быть больше плотности жидкости?
Бывает такое. Инверсия плотности фаз наблюдалась в некоторых сильно сжатых газах, жидкость плавает на поверхности газа.

demiurg

А чем в этом случае жидкость от газа отличают? Парной корреляционной функцией? Или фактом наличия фазого перехода из одно в другое?

toysert

например тем фактом, что газ занимает весь предоставленный ему объем, а жидкость скапливается на дне сосуда (при наличии силы тяжести)

vlad82

Ага, а атмосфера у нас равномерно распределена по всему космосу. Газ тоже на дне скапливается, просто слой толще обычно, но толщина от плотности и зависит, наверное.

toysert

тогда уж распределен по распределению больцмана, если быть точным.

shumilelena

сильно сжатых газах
повышенная температура нужна при этом? вообще, в какой области температур и какие объекты?

bogomolov01

А что, 6 граммов на литр - это так уж много?
Вообще, при нормальных условиях, насколько мне известно, газ всегда легче жидкости

spiritmc

> Парной корреляционной функцией?
Извращенцы...
Не знаю, чему учат на физфаке, а на химфаке учат тому, что
жидкость отличается от газа наличием поверхностной энергией.
---
...Я работаю антинаучным аферистом...

svetik5623190

А что, 6 граммов на литр - это так уж много?
В несколько раз тяжелее воздуха. По сути - фигня. Тем не менее, не знаю жидкости, плотность которой была бы меньше этого значения.
Так что все эти разговоры о каплях жидкости, плавающий на поверхности банки с газом представляются сомнительными. При н.у. имеется в виду.

vilikanov

Вроде как самый плотный газ (стандартные условия) это гексафторид вольфрама (WF6 который имеет плотность примерно 13 г/л, а наименее плотная жидкость какой-то из пентанов - порядка 500 г/л.
Но это при обычном давлении. Дэвид Джоунс описывал ("Изобретения Дедала", глава "Легкое дыхание") систему из смеси ксенона и кислорода при критическом давлении для первого, вода в которой будет всплывать.

bogomolov01

только это будет уже не газ, а сверхкритический флюид. И все равно, вряд ли его плотность будет выше 1г/мл

demiurg

Поверхностная энергия у газа тоже будет если только он не идеальный.
Но это я придрался, я понял, что имеется в виду.

natunchik

Кстати, если я ничего не напутал, то у наиболее лёгких разновидностей упаковочного пенопласта плотность должна быть порядка 6 граммов на литр. Так что по крайней мере они будут плавать!

demiurg

:)

demiurg

Но это при обычном давлении. Дэвид Джоунс описывал ("Изобретения Дедала", глава "Легкое дыхание") систему из смеси ксенона и кислорода при критическом давлении для первого, вода в которой будет всплывать.
Да, кстати я воспринял вопрос так словно речь идет о двух фазах одного и того же вещества.

vilikanov

Да, верно. Но это потому, что большую часть объема пенопласта занимает не сам полимер.

svetik5623190

Да, верно. Но это потому, что большую часть объема пенопласта занимает не сам полимер.
Кстати, есть мнение, что в маленьких порах пенопласта настоящий вакуум, потомцу что среднее расстояние свободного пробега частиц соразмеримо с размерами сосуда :)

spiritmc

Ну, да, в общем-то, сомнительно, что вообще существует хороший способ
различать флюиды по измеряемым величинам.
Можно, кстати, попробовать зацепиться за вязкость, у газов она тоже есть.
(И у кристаллических веществ тоже, но это уже другой вопрос.)
---
"Верь сводке погоды, но доверяй --- интуиции.
Будь особенно бдителен, когда всё хорошо и нет поводов для тревоги."
P.S. Можно было бы постараться найти какой-то критерий, чтобы было
"больше-меньше единицы", тогда будут пограничные случаи.
P.P.S. Есть ещё более сильный пример: непонятно, в какой фазе
находится гелий при ну очень низких температурах.

spiritmc

Пена --- двухфазная система. Курс коллоидной химии.
---
"Математика --- это тайная надежда, что допущенное упрощение
сойдёт безнаказанно."

vovatroff

различать флюиды по измеряемым величинам
Ну например по оптическим свойствам. Как мы, собственно, и различаем "на глазок",
где в пробирке вода, а где воздух.
И кстати - школьный опыт с водой в критическом состоянии - потеря мениска -
тоже ведь на оптических свойствах фаз основан.

natunchik

КОНТРА и , спасибо вам, Капитаны Очевидность!

spiritmc

> Ну например по оптическим свойствам. Как мы, собственно, и
> различаем "на глазок", где в пробирке вода, а где воздух.
Когда в пробирке смесь вода—органика, если закрыть верх, тоже
видно мениск. Как ты определяешь по оптическим свойствам, что
это именно жидкости, а не жидкость и газ?
Расплавы металлов, как бы, тоже жидкости. Внимание, вопрос:
как увидеть кусок кристаллической ртути, болтающийся где-то
внутри жидкой фазы?
> И кстати - школьный опыт с водой в критическом состоянии -
> потеря мениска - тоже ведь на оптических свойствах фаз основан.
Здесь тоже видно только то, что из двухфазной система становится
однофазной, то, к чему придрался Гимли. Про то, как определять
газообразность по коэффициенту преломления, см. выше про ртуть.
---
...Я работаю антинаучным аферистом...

vovatroff

Про ртуть я тоже сразу подумал, когда отправил свой пост :)
Но все-таки жидкий металл - это здесь скорее экзотика, учитывая
контекст разговора.
По поводу двух жидкостей - тоже несколько в сторону от разговора. Хотя если
измерить показатель преломления двух жидкостей не "на глазок", думаю, можно
будет различить, кто где, и где "не газ".

toha_123

А вот ссылка на видео с лодочкой из фольги, которая плавает в "аквариуме" заполненном бесцветным газом
http://www.youtube.com/watch?v=tAsOfqCy4A0
вполне возможно, что это SF6 (а может Xe)

spiritmc

Мы, вроде как, чуть выше установили, что различать газ и
жидкость по плотности не прокатывает? Я понимаю, что отличить
по показателю преломления жидкость от собственного пара можно
(что тоже пока сомнительно это даже понятно почему, а вот
с разными веществами? Мягко говоря, это неочевидно.
(Надеюсь, не надо пояснять, что аддитивная схема для
молекулярной рефракции не работает?)
---
...Я работаю антинаучным аферистом...

vovatroff

Я понимаю, что отличить
по показателю преломления жидкость от собственного пара можно
(что тоже пока сомнительно это даже понятно почему, а вот
с разными веществами?
Нужно четче сформулировать задачу, что конкретно исследуется.
Навскидку:
1) одна жидкость и пар над (под) ней;
2) две несмешивающиеся жидкости, паровой фазы нет;
3) две несмешивающиеся жидкости и смесь паров над (под или даже между) жидкостями.
Я имел в виду возможность отличить Ж1, Ж2 и Г во всех трех ситуациях по величине n.
Предполагается, что мы знаем для них n из справочника или сами измерили для исходных
веществ, и что эти показатели достаточно различимы по величине. И что рефрактометр
устроен так, чтобы можно было измерить n отдельно для каждой наблюдаемой фазы в
условиях их расслоения. Вот описание эксперимента, как я его себе представляю.
Про аддитивный закон - не очень понял, ибо: жидкости по условию несмешивающиеся,
поэтому аддитивный закон для них не актуален, а что для смеси паров этот
закон не работает - и ладно, нам не состав Г-фазы нужно исследовать, а нужно уметь
отличить Г-фазу от Ж.

spiritmc

> Нужно четче сформулировать задачу, что конкретно исследуется.
"А чем в этом случае жидкость от газа отличают? Парной
корелляционной функцией? Или фактом наличия фазого перехода
из одного в другое?" ()
Другой постановки задачи я не вижу. Насколько я понимаю, это
именно способ привязки агрегатного состояния к фазе.
Из предложенного тобой неясно, как определять агрегатное
состояние неизвестной, только что полученной фазы. (У тебя
какой-то чудесный справочник, колись, где такие берёшь?)
> Про аддитивный закон - не очень понял
Это про уравнение Клаузиуса---Мосотти.
---
...Я работаю антинаучным аферистом...

491593

:ooo: :ooo: :ooo: иногда они возвращаются

vovatroff

Из предложенного тобой неясно, как определять агрегатное
состояние неизвестной, только что полученной фазы.
Я не предлагал таких утопических проектов :) , речь шла о
фазах с изученными ф/х свойствами, разумеется. Как я понял.
Вода+известная органика или известная Ж+её известный пар,
например.
Если свойства фаз неизвестны, то их нельзя и идентифицировать,
это очевидно, по-моему.
Вопрос же Гимли, как я понимаю, состоял в том, как устроен газ,
имеющий при некоторых условиях плотность более высокую,
чем жидкость. Устроен, так сказать, на молекулярном уровне.
Вопрос фундаментальный и интригующий, но я не на него отвечал
(ибо ответа не знаю). Я ответил на твой вопрос, более частный и
скорее экспериментальный, как я его понял, опять же.

lena1978

Есть ещё более сильный пример: непонятно, в какой фазе находится гелий при ну очень низких температурах.
в сверхтекучей?

pashushkan

скажите, а если речь идет не о планетарном масштабе, разве газ не должен в случае с этим видео пусть неравномерно, но занять весь объем комнаты?

vovatroff

> Про аддитивный закон - не очень понял
Это про уравнение Клаузиуса---Мосотти.
Ага, вот это ценное уточнение...
Значит, по этому уравнению выходит следующее: если и Ж, и Г фаза
состоят из молекул одного вещества (с одинаковой поляризуемостью
а поляризация вещества целом аддитивна (умножается на число молекул
- ты это имел в виду под аддитивностью? то, измеряя показатели
преломления двух таких фаз, мы можем сказать только то, как различаются
их плотности (что мы и так знаем но ничего не можем сказать об их
агрегатном состоянии.
Например, по этой формуле, аномально плотный газ будет преломлять
свет сильнее, чем менее плотная жидкость, вопреки привычному облику
содержимого пробирки при н.у. Да, прискорбно, но очень любопытно.
А если аддитивнный закон не будет выполняться, то все будет только
еще сложнее. По идее, чем сильнее межмолекулярные взаимодействия,
тем хуже он должен выполняться, так что в плотном газе неаддитивность
оптических свойств, видимо, должна быть очень сильной по сравнению
с газом при н.у. В отличие от жидкости, где неаддитивность тоже есть,
но, по идее, слабо меняется при сжатии (если только не структурные
перестройки какие-нибудь).
Кстати, может быть, то, как меняется неаддитивность свойств при
сжатии от н.у. к заданным, это и есть искомый критерий того, где Г,
а где Ж?

spiritmc

Я понимаю вопрос всё-таки в более общем смысле: существует
деление флюидов на жидкости и газы по какому-то признаку,
что это за признак? (Как сказал один товарищ, "are there any
non-hysterical reasons?..")
---
"То, с чем мы имеем дело при наблюдении, это не сама природа,
но природа, доступная нашему методу задавать вопросы."

spiritmc

Термодинамика гравитирующих систем --- клёвая наука.
---
Ты, я и термодинамика.

spiritmc

Существует аддитивная схема для молекулярной поляризуемости.
Но она аддитивна только до тех пор, пока она аддитивна.
---
Курс истинно физической химии.

demiurg

Ну да.
А я кроме своего первого ответа ничего не могу придумать.

spiritmc

Твой подход мне не нравится.
Исходя из того, что различие понимается на макроскопическом уровне,
без модельных представлений, признак тоже должен быть основан на
макроскопических величинах: ну, там, сжимаемостях, в конце концов,
но никак не на корелляционных функциях.
---
Ты, я и термодинамика.

demiurg

Я бы, все же, сказал, что ты желаешь странного :)

vovatroff

Я понимаю вопрос всё-таки в более общем смысле: существует
деление флюидов на жидкости и газы по какому-то признаку,
что это за признак?
Ну я запостил выше некоторые соображения по поводу неаддитивности
свойств, собственно, ты и навел меня на эти размышления.

spiritmc

А как ты измеряешь корелляционную функцию?
---
"Математик может говорить, что ему хочется,
но физик должен, хотя бы в какой-то мере, быть в здравом рассудке."

spiritmc

В водяном паре (газ, типа) в условиях, приближенных к обычным,
наблюдаются ассоциаты до 5 стех. единиц. В общем, на основании
изотермы Вант-Гоффа и общих представлений о строении воды,
выдвигаю сомнения в том, что для воды справедливо уравнение
Клаузиуса---Мосотти в его линейном виде.
---
...Я работаю антинаучным аферистом...

demiurg

Можно структурный фактор измерить рассеянием

spiritmc

И что из этого выйдет?
Я могу предложить то же самое измерять по плотности.
Или что ты хочешь вытащить из структуры непонятной жидкости
и неизвестного газа, отличающегося, в общем случае, от пара
жидкости?
---
...Я работаю антинаучным аферистом...

vovatroff

Ну, значит, я просто плохо объяснил, что я имею в виду.
Отклонения от линейной зависимости есть и должны быть,
кроме случая идеального газа. Вопрос в том, как эти отклонения
ведут себя с ростом давления, что можно проверить экспериментально.
Я предположил, что в жидкости отклонения, например, по
показателю преломления (n_эксп - n_Клаузиус-Моссотти) велики,
но зависят от давления слабо. А в газе - сильно: при малых
давлениях, когда он почти идеальный, неаддитивность мала, а при
сжатии - сильно возрастает.
Т.е. имеется в виду производная неаддитивности какого-либо
свойства типа n по давлению при постоянных (V,T,N).

spiritmc

По-моему, то, что ты хочешь объяснить, это способ измерения
изотермической сжимаемости по преломлению.
Адиабатическую сжимаемость измерять проще.
---
"Математик может говорить, что ему хочется,
но физик должен, хотя бы в какой-то мере, быть в здравом рассудке."

vovatroff

Можно структурный фактор измерить рассеянием
А что, для жидкости и для плотного газа получаются хорошо
различимые между собой корреляционные функции?

demiurg


И что из этого выйдет?


А что, для жидкости и для плотного газа получаются хорошо
различимые между собой корреляционные функции?

Ну вроде как да, на жидкостной ближний порядок хорошо виден.

spiritmc

> Ну вроде как да, на жидкостной ближний порядок хорошо виден.
Как быть с водяным паром?
Там ближний порядок тот же, что и у воды.
---
...Я работаю антинаучным аферистом...

vovatroff

Ну вроде как да, на жидкостной ближний порядок хорошо виден
Просто я видел те, которые люди вытаскивают из MD-экспериментов,
они похожи на графики экономического роста :) . То есть при желании
там можно увидеть сколько угодно пиков и выявить сколько угодно
периодов. Правда, это для небольших систем типа кластеров.

vovatroff

По-моему, то, что ты хочешь объяснить, это способ измерения
изотермической сжимаемости по преломлению.
Адиабатическую сжимаемость измерять проще.
Возможно, важен же сам принцип, или критерий. Собственно, вот.

demiurg

Не знал.
Ну значит, не годится.
И вообще, я тут думаю уже полтреда, вот в сверхкритическую фазу можно же как из жидкости, так и из газа попасть, да без перехода, это как бы еще добавляет к неопределённости вопроса.

demiurg

Просто я видел те, которые люди вытаскивают из MD-экспериментов,
Не, нормальные они в нормальных системаХ.

vovatroff

Не, нормальные они в нормальных системаХ.
Ну может быть. А может, это не корреляционные, а автокорреляционные
функции (по времени) были, я точно не помню... Короче, сам не занимался.
Кстати, у Базарова (того самого) с Николаевым лет 10 назад брошюрка в изд-ве
МГУ вышла про моделирование фазовых переходов методами MD/MC, правда, до
описания жидкости там вроде как дело еще не дошло.
Оставить комментарий
Имя или ник:
Комментарий: