Задачка про декомпрессию

Сообщение

Сергей Горпинюк · Добавлено: 21-06-2006 19:28

Условия задачи:
Имеем 2 бутылки Колы, насыщенные газом СО2 при давлении 5 АТА. Бутылки наполнены "под завязку", то есть газ около крышки отсутствует.
Вопросы:
1. Будут ли образовываться пузыри, если открыть бутылку в атмосфере гелия с давлениеми 5 АТА?
2. Будут ли образовываться пузыри, если открыть бутылку в атмосфере аргона с давлениеми 5 АТА?
3. Будет ли разница в количестве пузырей между открыванием бутылки в атмосферах СО2 и воздуха с давлением 1 АТА?

Юрко · Добавлено: 21-06-2006 19:58

Serg173 писал(а): Вопросы:
1. Будут ли образовываться пузыри, если открыть бутылку в атмосфере гелия с давлениеми 5 АТА?
2. Будут ли образовываться пузыри, если открыть бутылку в атмосфере аргона с давлениеми 5 АТА?

Нет.

Serg173 писал(а):3. Будет ли разница в количестве пузырей между открыванием бутылки в атмосферах СО2 и воздуха с давлением 1 АТА?

В момент открытия нет. Потом разница появится.

Сергей Горпинюк · Добавлено: 21-06-2006 20:23

Юрко писал(а):Нет.

Но ведь в жидкости парциальное давление рстворенного газа равно 5, а над жидкостью равно 0. Градиент огромен. Так почему не будет пузырей?

Юрко писал(а):Потом разница появится.

Если на первых два вопроса ответ "нет", то почему потом должна появиться разница?

Crazzzy · Добавлено: 21-06-2006 20:55

Серж, если я не ошибаюсь, для появление микропузырьков при контрдиффузии среды должны быть разделены мембраной.

Lezhkin · Добавлено: 21-06-2006 21:00

Исходя из законов Генри (количество газа, растворенного в жидкости, прямо пропорционально его парциальному давлению) и Дальтона (общее давление смеси газов равно сумме давлений каждого газа, входящего в ее состав):

1. Нет
2. Нет

Парциальное давление СО2 при попаданий в колу было 5 атм (считаем, что колу "заправляли" чистым СО2). Абсолютное давление внешней среды в гелии и аргоне - тоже 5 атм. Выделения газа из колы не будет, так как присутствует равенство давлений внешней среды и парциального СО2.

3. Нет

Просто будет расти либо абсолютное давление СО2, либо парциальное давление СО2 в воздухе, пока парциальное давление СО2, растворенного в коле, не сравняется с абсолютным давлением суммы газов в окружающей среде. После чего кола перестанет "отдавать" СО2 наружу. И в случае СО2, и в случае воздуха это будет происходить с одинаковой скоростью.

ИМХО, так...

Сергей Горпинюк · Добавлено: 21-06-2006 22:03

Crazzzy писал(а):Серж, если я не ошибаюсь, для появление микропузырьков при контрдиффузии среды должны быть разделены мембраной.

А чем не устраивает пленка на поверхности жидкости? Всем мембранам мембрана!

Lezhkin писал(а):Исходя из законов ...

БСЭ тома 6,7 писал(а): Генри закон 1803г.: "При постоянной температуре растворимость газа в данной жидкости (выраженная весовой концентрацией его) прямо пропорциональна давлению этого газа НАД раствором"
Дальтона закон 1803г.: "При постоянной температуре растворимость каждого из компонентов газовой смеси в данной жидкости пропорциональна его парциальному давлению НАД жидкостью (т.е. каждый газ растворяется так, как если бы он находился один в данном объеме)"

Исходя из закона Дальтона, если над жидкостью парциальное давление СО2=0, то и растворимость этого газа = 0.
Значит и по первому и по второму вопросу мы имеем перенасыщенный раствор СО2 в жидкости с градиентом 5:0. Жидкость должна немедленно "вскипеть"?

Максим Васильев · Добавлено: 21-06-2006 22:09

Появление мееелких пузырей возможно, если газ в жидкости "медленнее" газа в атмосфере, этот процесс называется "трибонуклеацией", пузыри могут образоваться на "границах" материалов где поверхностное натяжение разное! Контрдиффузия протекает по тому же принципу!

Сергей Горпинюк · Добавлено: 21-06-2006 22:19

Максим Васильев писал(а):Контрдиффузия протекает по тому же принципу!

Так ты DIR или не DIR? DIR же вроде контрдиффузию не признает?

Трибонуклеацию слышу впервые, но что-то мне подсказывает, что РНК к пузырям достаточно далека. Хотя могу ошибаться.
Так какие будут твои ответы на три вопроса?

Максим Васильев · Добавлено: 21-06-2006 23:36

Serg173 писал(а):
Максим Васильев писал(а):Контрдиффузия протекает по тому же принципу!
Так ты DIR или не DIR? DIR же вроде контрдиффузию не признает?
Трибонуклеацию слышу впервые, но что-то мне подсказывает, что РНК к пузырям достаточно далека. Хотя могу ошибаться.
Так какие будут твои ответы на три вопроса?

А причём тут ДИР? А почему в стандартных ДИР газах такое соотношение азота/гелия (50/25 , 35/30, 21/35....)?
Именно потому! Что б контрдиффузию предупредить и РРN2 снизить!
РНК здесь ни причём, "трибонуклеация" это процессы образования будущего "ядра" для возникновения микробабла (также как и кавитация)
Мои ответы см. выше:
Появление микробаблов возможно! Зависит от многих факторов (темп., состав жидк, скорость молекул газов, площадь и т.д. и т.п.)

Сергей Горпинюк · Добавлено: 21-06-2006 23:43

Максим Васильев писал(а):Появление микробаблов возможно!

Оставим в стороне DIR-не DIR.
Почему только микро баблы? По закону Дальтона процесс должен быть достаточно активным.

Максим Васильев · Добавлено: 21-06-2006 23:58

Serg173 писал(а):
Максим Васильев писал(а):Появление микробаблов возможно!
Оставим в стороне DIR-не DIR.
Почему только микро баблы? По закону Дальтона процесс должен быть достаточно активным.

Для возникновения критичных пузырьков (точнее роста микробаблов) будут уже нужны перепады внешнего давления (чтоб старина Боиль подключился), иначе скорость смешивания газов слишком высока, что оставит (ещё) микробаблы неизменными!
т.к. PPG1 (растворённого газа в жидкости) будет уменьшаться и увеличиваться на стороне другого газа (и наоборот PPG2 с газ. стороны уменьшаться и увеличиваться в жидкости) , пока не установится равновесие обоих газов как в растворённой , так и в газообразной форме!

Crazzzy · Добавлено: 22-06-2006 00:24

Serg173 писал(а):
Максим Васильев писал(а):Появление микробаблов возможно!
Оставим в стороне DIR-не DIR.
Почему только микро баблы? По закону Дальтона процесс должен быть достаточно активным.

А пузыри то здесь причём? Газ то в растворе.

Сергей Горпинюк · Добавлено: 22-06-2006 00:36

Еще раз внимательно читаем закон Дальтона!
В ситуации, когда над жидкостью находится гелий или аргон, а в жидкости растворен СО2, то независимо от давления гелия или аргона получается, что для СО2 окружающее давление = 0

А что происходит, когда мы открываем обычную бутылку колы на улице? Правильно! Интенсивное образование пузырьков по всему объему жидкости.
Так что мешает также вспузыриться и нашей, условной, коле в атмосфере гелия?

Crazzzy · Добавлено: 22-06-2006 01:08

Serg173 писал(а):Еще раз внимательно читаем закон Дальтона!
В ситуации, когда над жидкостью находится гелий или аргон, а в жидкости растворен СО2, то независимо от давления гелия или аргона получается, что для СО2 окружающее давление = 0
А что происходит, когда мы открываем обычную бутылку колы на улице? Правильно! Интенсивное образование пузырьков по всему объему жидкости.
Так что мешает также вспузыриться и нашей, условной, коле в атмосфере гелия?

Если тебя начать трясти как бутылку в тебе на деке тоже пузирики появяться...

Максим Васильев · Добавлено: 22-06-2006 01:10

Serg173 писал(а):Еще раз внимательно читаем закон Дальтона!
В ситуации, когда над жидкостью находится гелий или аргон, а в жидкости растворен СО2, то независимо от давления гелия или аргона получается, что для СО2 окружающее давление = 0
А что происходит, когда мы открываем обычную бутылку колы на улице? Правильно! Интенсивное образование пузырьков по всему объему жидкости.
Так что мешает также вспузыриться и нашей, условной, коле в атмосфере гелия?

Это уже и будет Боиль/Мариот (ну и Генри) !
Давление растворённого газа в бутылке, больше внешнего давления и при преодолении некого для этой жидкости максимально допустимого М-значения, происходит образование пузырьков из уже существующих газ-аггрегатов

Сергей Горпинюк · Добавлено: 22-06-2006 01:43

Crazzzy писал(а):Если тебя начать трясти как бутылку...

Ты еще предложи потом пробку открутить

Максим Васильев писал(а):Это уже и будет Боиль/Мариот (ну и Генри) !

Насколько я помню это М-значение равно 1,58:1. В нашем случае 5:0 Должно вспузыриться как теплое шампанское

Так будут микропузырьки или фонтан?

Максим Васильев · Добавлено: 22-06-2006 02:01

Serg173 писал(а):
Crazzzy писал(а):Если тебя начать трясти как бутылку...
Ты еще предложи потом пробку открутить
Максим Васильев писал(а):Это уже и будет Боиль/Мариот (ну и Генри) !

Насколько я помню это М-значение равно 1,58:1. В нашем случае 5:0 Должно вспузыриться как теплое шампанское
Так будут микропузырьки или фонтан?

М-значение для каждого газа/ткани/жидкости разное! (это к теме о 1,58:1)

Т.к внешнее давление будет равно давлению газа в жидкости, то никакого шампанского не будет! (будут только микробаблы)

Lezhkin · Добавлено: 22-06-2006 02:29

Serg173 писал(а):
БСЭ тома 6,7 писал(а): Генри закон 1803г.: "При постоянной температуре растворимость газа в данной жидкости (выраженная весовой концентрацией его) прямо пропорциональна давлению этого газа НАД раствором"
Дальтона закон 1803г.: "При постоянной температуре растворимость каждого из компонентов газовой смеси в данной жидкости пропорциональна его парциальному давлению НАД жидкостью (т.е. каждый газ растворяется так, как если бы он находился один в данном объеме)"

Извиняюсь за неправильную формулировку, приводил по памяти. Спасибо за уточнение.

Serg173 писал(а): Исходя из закона Дальтона, если над жидкостью парциальное давление СО2=0, то и растворимость этого газа = 0.
Значит и по первому и по второму вопросу мы имеем перенасыщенный раствор СО2 в жидкости с градиентом 5:0. Жидкость должна немедленно "вскипеть"?

Не совсем так. Законы говорят о процессе насыщения жидкости смесью газов при постоянном давлении. То есть, если бы мы растворяли воздух при 5 атм, то парциальное давление кислорода составило бы 1,05 атм и т.д. Но в пропорциональном отношении ко всему растворенному газу его было бы 21%.

В нашем случае кола уже насыщена СО2 при давлении 5 атм. Следовательно, вопрос в том, насколько она способна отдавать СО2 и связывать гелий или аргон при их равных парциальных давлениях. То есть замещать один газ другим. Естественно предположить, что какое-то взаимное проникновение газов будет в районе поверхности (назовем ее мембраной), но вот с или без образования микропузырьков, боюсь без химиков не ответить. Зависит от интенсивности реакции замещения. Но зная, что инертные газы неохотно вступают в какие-либо реакции, смею предположить, что если и будет такая реакция, то очень медленная. Без макро- и микропузьрьков.

Давайте немного переиначим вопрос, оставив его суть. Опустим эту пресловутую бутыль на глубину 40 метров и там ее откроем. Будем считать, что в воде растворен обычный воздух, т.е. парциальное давление СО2 на такой глубине где-то в районе 0,05 атм. Будет она пузыриться? Думаю, многие открывали шампанское под водой (сам я такого опыта не имею). Сильно пузырилось?

Hassan Adly · Добавлено: 22-06-2006 08:47

ботаники вы все.

Я пошел нырять