Разделение газов по плотности

Estimo

Привет всем. Вопрос такой: если заполнить вертикальный сосуд смесью газов (а именно,водорода, кислорода, углекислого газа то произойдет ли их самостоятельное разделение? Сколько времени займет такой процесс?

spiritmc

Нет.
---
Ты, я и термодинамика.

Valeryk

насколько понимаю, противоречит 2 з.термодинамики.

Estimo

Спасибо.

demiurg

насколько понимаю, противоречит 2 з.термодинамики.
Считал что ли?

Sergey79

разделение будет, но не полностью

Lene81

Вообще-то в гравитационном поле справедлива барометрическая формула: давление газа экспоненциально падает с удалением от поверхности, причем экспонента зависит от молекулярной массы. Это означает, что каждый газ имеет свою "характеристическую высоту" — высоту, на которой его давление падает в e раз. Практических следствия этого как минимум, два: атмосфера Земли (и других планет, обладающих оной) неоднородна по составу — на больших высотах преобладают "легкие" компоненты — водород и гелий. Второе следствие состоит в том, что на том же принципе работает метод разделения изотопов центрифугированием — поле силы тяжести заменяют полем центробежных сил, а поскольку современные центрифуги позволяют получать центробежные ускорения на кромке до 100 000g, то характеристическая шкала высот составляет уже сантиметры, а не километры, как в атмосфере Земли.

spiritmc

Неправильно понимаешь.
---
"...Физик должен, хотя бы в какой-то мере, быть в здравом рассудке."

fhfoihjkjhgjy

Известно много случаев, когда углекислый газ (или, например, окись серы) при извержении вулкана стелется по земле (ММ(воздуха) = 29(примерно ММ(угл. газ) = 44) и, если попадает в долину, убивает много живых существ.
В данном случае будут бороться 2 процесса: разделение газов по молекулярной массе (плотности) и энтропийный процесс (стремление каждого газа занять весь предоставленный ему объем).
На мой взгляд, разделение будет, но не в полной мере. Посчитать вряд ли смогу.

Sensor4ik

Описываемый тобой случай - совсем другое дело. Газы просто не успевают смешаться. Автор треда говорил про самопроизвольное разделение газовой смеси.
Сравни с приготовлением коктейля: ты по ножу вливаешь второй компонент, создавая отдельный слой жидкости. Но если ты коктейль перемешаешь, он уже не разделится самопроизвольно на два слоя.
P.S. Да, я не против того факта, что в гравитационном поле газы будут частично разделяться по своей молекулярной массе.

spiritmc

> Посчитать вряд ли смогу.
Закон Торричелли забыл, что ли?
---
...Я работаю антинаучным аферистом...

Valeryk

че это неправильно.
Процесс разделения газов ведет к уменьшению энтропии. Поэтому он не может быть самопроизольным.

spiritmc

> Процесс разделения газов ведет к уменьшению энтропии.
> Поэтому он не может быть самопроизольным.
Некоторые газовые смеси успешно расслаиваются.
---
"Унивеpситет pазвивает все способности, в том числе --- глупость."

Lene81

Некоторые газовые смеси успешно расслаиваются.
...под очень высоким давлением

spiritmc

>> Некоторые газовые смеси успешно расслаиваются.
> ...под очень высоким давлением
Это не мешает им оставаться газами, зато крупно обламывает
учоных, но не выучившихся.
Кстати, вот и оно.
---
"Расширь своё сознание!"

demiurg

Процесс разделения газов ведет к уменьшению энтропии.
Энтропии чего надо тебе подумать, юный падаван. Сравнить затем с той энтропией не должна уменьшаться которая. Ключ к твоей загадке там лежит.

Lene81

че это неправильно.
Процесс разделения газов ведет к уменьшению энтропии. Поэтому он не может быть самопроизольным.
Строго говоря, нужно считать энтропию смешения. Если она положительна, то, да, газы смешиваются самопроизвольно и их разделение требует работы. В противном случае газы не смешиваются. Если привлекать статистическую термодинамику, то в "обычных" газах доминирует вклад в энтропию, связанный с поступательным движением молекул; для таких систем качественные выводы можно делать на основании модели идеального газа, для которого энтропия смешения положительна. При высоких давлениях необходимо учитывать вклад потенциала взаимодействия между молекулами, который ввиду малого среднего расстояния между ними может быть не мал.

spiritmc

>> че это неправильно.
>> Процесс разделения газов ведет к уменьшению энтропии.
>> Поэтому он не может быть самопроизольным.
> Строго говоря, нужно считать энтропию смешения.
Причём здесь энтропия смешения, если суждение неверно вообще?
>> Процесс <...> ведет к уменьшению энтропии.
>> Поэтому он не может быть самопроизольным.
Я понимаю, что можно бросаться расчитывать всякие модели, но...
Это та же самая чушь, которую вещали физики в споре про
происхождение энергии: если тебе укажут, что какая-то частная
модель неверна, тебе придётся доказывать снова и снова.
Из того, что процесс ведёт к уменьшению энтропии _просто_
_не_следует_, что он не может быть самопроизвольным.
Примеров до чёрта, начиная с выпадения атмосферных осадков
в виде росы, дождя (конденсация воды) и снега (кристаллизация).
---
"Математик может говорить, что ему хочется,
но физик должен, хотя бы в какой-то мере, быть в здравом рассудке."

Lene81

Причём здесь энтропия смешения, если суждение неверно вообще?
Почему неверно? При определенных условиях условиях энтропия, если мне не изменяет память, является характеристической функцией процесса, т.е. по ее знаку можно судить о направлении процесса. Процесс — смешение газов. Что не так?

demiurg

Чо-чо?
P.S. Как минимум, мой ответ юному падавану относится и к тебе

Lene81

P.S. Как минимум, мой ответ юному падавану относится и к тебе
Термически изолированная система, два газа разделенные перегородкой. Перегородку убрали. Критерий самопроизвольности процесса в студию!

spiritmc

> Почему неверно?
Вообще, "вообще" отличается от "совсем."
> При определенных условиях условиях энтропия, если мне не
> изменяет память, является характеристической функцией процесса,
> т.е. по ее знаку можно судить о направлении процесса.
> Процесс — смешение газов. Что не так?
Если у тебя хорошая память, ты должен помнить, при каких именно условиях.
Потом сравни эти условия с тем, что происходит в действительности.
А потом подумай, насколько общим или хотя бы часто встречающимся
этот случай бывает.
Опять же, для того, чтобы показать ерундовость заявления,
не надо привлекать приближённые модели. Мог бы сразу про
характеристические функции вспомнить.
---
"Математика --- лучший способ водить самого себя за нос."

spiritmc

> Термически изолированная система, два газа разделенные перегородкой.
> Перегородку убрали. Критерий самопроизвольности процесса в студию!
Ну? И как там участвует энтропия?
---
"Математика --- лучший способ водить самого себя за нос."

Lene81

Если у тебя хорошая память, ты должен помнить, при каких именно условиях.
Адиабатическая изоляция вроде, что подходит по смыслу

Lene81

Ну? И как там участвует энтропия?
Меня учили, что я должен считать энтропию смешения.

spiritmc

>> Если у тебя хорошая память, ты должен помнить, при каких именно условиях.
> Адиабатическая изоляция вроде, что подходит по смыслу
А если без "вроде?"
---
...Я работаю антинаучным аферистом...

spiritmc

>> Ну? И как там участвует энтропия?
> Меня учили, что я должен считать энтропию смешения.
И что? Больше ничего?
---
"А я обучался азбуке с вывесок,
листая страницы железа и жести."

Lene81

А если без "вроде?"
Кончай меня экзаменовать :grin:
Да, без "вроде".

Lene81

И что? Больше ничего?
Далее, смотреть на ее знак. Больше ничего.

spiritmc

>> И что? Больше ничего?
> Далее, смотреть на ее знак. Больше ничего.
Ну а условия-то как, адиабатические?
---
"А я обучался азбуке с вывесок,
листая страницы железа и жести."

Lene81

Адиабатические

spiritmc

Пример опыта, поставленного таким образом, чтобы выполнялись
твои условия. С обоснованием, почему так.
---
...Я работаю антинаучным аферистом...

Lene81

не понял вопроса.
Термос, разделенный на две половинки с разреженными газами внутри при равенстве давлений и температур газов - притока тепла нет. Убираем перегородки. газы смешиваются.

spiritmc

> не понял вопроса.
Вот именно.
> Термос, разделенный на две половинки с разреженными газами
> внутри при равенстве давлений и температур газов - притока
> тепла нет. Убираем перегородки. газы смешиваются.
Вот ты написал про термос, а ты посмотри в исходную задачу и
оцени совместность _твоих_ условий и того, что _там_.
У тебя существует гравитационное поле, поэтому у давление в одном газе
будет одно, а в другом --- другое, см. закон Торричелли.
Если ты вот так просто уберёшь перегородку, давление резко выравняется,
из-за чего пойдут разные волны.
---
"Математик может говорить, что ему хочется,
но физик должен, хотя бы в какой-то мере, быть в здравом рассудке."

olga58

naskol'ko ya znayu mozhno otdelit'' methanol ot ethanola centrifugirovaniem

Lene81

Это что-то новое! любопытно было бы получить ссылочку на статью

demiurg

Ну гексафториды урана зато не новое.

spiritmc

На центрифуге изотопы не разделяют, а обогащают. Это разные действия.
Под разделением понимается то, что даёт количественный результат.
Например, в условиях задачи таким является расслоение.
Наличие бинодали --- это заметно.
---
Ты, я и термодинамика.

demiurg

А, ты так ставишь вопрос, ок :)

spiritmc

Когда я ещё учился, НСы рассказывали, что разные учёные,
когда вторгаются в чужую область, действуют очень по-разному,
и что физики славятся тем, что они очень редко используют
устоявшиеся обозначения и термины, изобретая свои.
Ну не называют многократную перегонку водно-спиртовой смеси
разделением, да и язык не поворачивается. Ну какое это, к чёрту,
деление? Так что даже с бинодалью не так всё просто.
---
"Курс истинно физической химии"

demiurg

Не, что ответ на первый вопрос "Нет", это понятно. Дальше просто можно обсуждать около. Я не вижу смысла договариваться о значении термина "разделять" и спорить о том, какое правильнее, когда можно просто сказать, что конкретно имеется в виду :)

Ryfargler

Ну гексафториды урана зато не новое.
гексафторид урана, это не совсем газ, и даже совсем не газ
просто он летучий и все

Ryfargler

главное, ты эту энтропию смешения для реальной системы хрен посчитаешь, мудрейший
плюс, система описаная в начале треда она не замкнутая

olga58

не ну если так вопрос ставить то никакую смесь нельзя разделить на составные компонетны существующими методиками.

demiurg

Пошёл на хуй

spiritmc

> не ну если так вопрос ставить то никакую смесь нельзя
> разделить на составные компонетны существующими методиками.
Математики, как обычно, в своём репертуаре.
---
...Я работаю...

olga58

a cho nit'm posushestvennee otvetit' mozhesh'? metodiku tam pokazat', ssylki?

spiritmc

Что тебе из написанного выше непонятно?
Слово "разделение" употребляется в одних случаях,
"обогащение" --- в других. Эти множества почти не пересекаются.
---
"Vyroba umelych lidi, slecno, je tovarni tajemstvi."

olga58

hochu primera razdeleniya.

Ryfargler

какие-нибудь разнородные газы, с дика разной молекулярной массой - аргон и гексафторид вольфрама к примеру, они наверное расслаиваются...

demiurg

По гипертангенсу или как-то так, один хуй.
Оставить комментарий
Имя или ник:
Комментарий: