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Die Reibung Wrmeleitung und Diffusion in Gasmischungen XX.

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606
D i e .Reibuwg, Warrneleitung u m d D i f i u s i o n
in Gasmischungen
XX D i e R e i b u n g des Sticko%yds NO und s e i n e r
Mischung mit N2
Von M a e Trautx unnd Ernnst G a b r i e l
(XIitteilung aus dem l'hysikalisch-Chemischen Institut d. Universitat
Heidelberg)
1. g-lUessunym a?&N O liat Hr. Vogell) mit dt!r Schwini ta n k i n e gnngsinethode, die Herren E ( l e m e n c u u c l I ~ e n i y 2 ) i nX
scherri Apparat durchgefiihrt. Sie fanilelit anf uwseren (Millikan-)
Lnftmert 3, umgerechnet qo = 1 7 8 s - 1O+, w8hreid wir aus
iinseren Nessungen mit nnserer Sutlierlandlionstante auf
yo = 1780 lo-' koninien.
Wir haben die Messuiigen an NO ueu aufgenommen und
fur eine Reihe voii Teniperatnren durchgefuhrt, einerseits, uni
init unseren sonstigen Zalilen vergleichbare Zalilen zu erhalteii
(gleielie Methode, gleiche Korrektioiien), aiiderseits, uni sicher
zu sein, daW die ungewohnlichen cheiiiischen und demgem813
anch elektroiiischen Eigenschaften des S O seine ganz nahe
Bnalogie zu N, und CX), zu 0, nicht erheldich stiiren, soweit
man bloB die Gasreibung in Betraclit zieht. Das liat sicli
denn auch bewiihrt, wie die folgenden Nessungen xeigen.
I
Darstellung and Reinigung von Luft4) und von S25 , erfolgten wie
friiher beschrieben. NO ward erhalten, indem eine Losung von 5 v. H.
KaSO, in konz. H,SO, auf Hg einwirkte. Reinigung mit konz. H,SO,,
zuletzt durch Glaswolle.
Die Gemische sind ebenfalls in gewohnter Weise hergestellt 5),
ihre BIischungsverhLltllisse sind mit der kleinen Korrektion auf Idealitat
versehen.
Die Berechnung der 17 aus den Messungcn, ihre Korrektioncn und
die Ermittlung der KcnngroWen: Sutherlandkonstante, bilogarithmischer
T Exponent n i , p-Yerhfltnis, Mittelungskonstante B , Zahlenfaktorverhiiltnis 'p, Kenntemperatur JI 0 geschah, wie bereits a. a. 0. be~chrieben.~)
Die Ergebnisse zeigen die folgenden Tabellen.
Reiburig, Warmeleiturig u.Dijfusion in Gasmiscliunyen. SS 607
Tabelle 1
Ileibungskonstanten 7 . lo7 f u r NO.
T
293,l
1
Mittel:
1
323J
I
1883
1879
1881
1882
1882
1884
1
1883
=LJ=
I
373,l
1
2039
2030
3031
2033
2033
2033
2272
2274
3269
2272
3371
-
I
2032
423,l
473,l
523J
2494
3493
3492
2492
2492
2189
:;05
9 07
2703
2704
2703
2699
2891
2885
2888
3879
3493
22i2
T
Einzel- und Mittelwerte
m
I
293,l
323.1
373[1
433,l
4i3,l
523,l
I
3704
I
3885
C
0,79
0.i7
0,73
0,i.z
0,64
I
128
129
128
131
-
Mittel: 128
Es ist imnierhin von einigem Interesse, cla8 (lie Sutherlandkonstante dnrchaus bei der von 0, , dem ebenfalls paramagnetischen Gas, und nicht bei der von GO bzn. N, liegt.
Man kommt daniit zur molaren Iienntemperatur M O = 24,8,
wahrend die \-on N, gleich 32,4, die Ton 0, gleich 25,7 ist.
Man kann also, wenn unter n die Hauptcyuantenzahl (2)
verstanderi wird, und die friilier 6, init Erfolg beniitzten hnsiitze verwenclet werden, bei NO glatt mit den einfacli gemittelten Zahlen auskonirnen (der Nenner ist die 0%):
Es ist dann
110
N,
=
1)+ 1
n (n ~~
I
-
ber.
gef.
22,3
234
608
M . Trautz u. E. Gabriel
Diese Beziehungen sind als solche zur ahsoluten Temperatur als Vergleichstemperatur von einigem Interesse. Mehr
leistet fur die Temperaturfunktion die kri tische Temperatur.
3. Die Bestinzmuny der Tenzperaturabh~nIIigkeitvan, TI nacli
der neuen a. a. 0.7 beschriebenen Methode machen wir so:
Der Grenzn-ert 7 ~ 1 .des
~
bilogaritlimischen T-Koeffizienten fiir
durch die experinzentellen Daten bestimnit, wurde durch die
Gleichung
berechnet und im Nittel zu 0,503 gefunden. -41s Kennbrnch
Tk/ A1 N ergab sicli 3,OO ( M = Molgewiclit, IV = Atomzahl).
S u s mg lieDen sich vk = 1Zeibnrigskoeffizient bei der kritischen Temperatur und die temperaturabhangigen T-Exponenten n berechnen, und damit ergal) sich auch die Temperaturfunktion f u r TI von NO.
Tab. 3 zeigt die berechneten 17 im Temperaturgebiet von
0-3500 O absolut; die Ubereinstimmung der gemessenen 71 rnit
den berechneten liegt durchaus in1 Bereich der MeBfehler.
Tabelle 3
Tabs.
nber.
5
12,*5
37,5
62,5
112,5
180,2= TA
237,5
P93,l
325
375
425
475
525
1075
2000
3000
1,1767
,6519
,8948
,9540
,9914
,0000
,9974
,9924
,9891
,9839
,9i8T
,9737
,9691
,9323
,9007
,8815
gef. lo1
-
8,9
34,8
172
346
723
- 1208 = 71k
- 1569
- 1881
0,9891 3045
,9838 3381
,9785 2503
,9735 2708
,9687 2898
4491
- 6300
- 7787
-
-
-
-
-
1882
2045
2283
2500
2710
2892
-
-
Reibung, Ifurmeleitung u. Dijfusion in Gasrizischungen. SS 609
3. Nach den Ergebnissen der vorigen Seite, an 0, und N,
verglichen mit NO, war linearer T'erlauf der ti in den Mischungsdiagramnzen mit X, durchaus zu erwarten, und das
hizt sich auch bewahrt.
Tabelle 4
Misehungsisothermen NO-N,
T
Iv.
I
H. NO1
100
I
69,48
1
58,3i
I
?ti,74
I
1883
3273
1
I833
2233
1
1837
2309
1
1778
"931
ii3:1
3133
!
1
O
1747
3084
Was fur diese beiden Temperatnren galt, das gilt bestimmt auch fur hiihere Temperaturen. Bei sehr tiefen dagegen wird sich die Sache andern.
Aus der recht genauen Linearitat der Mischungsdiagramme
folgt sogleich, wie auch der Umweg fiber die Berechnung im
einzelnen lehrt, daO das Querschnittsverhaltnis q NO :N, praktisch gleich 1 ist; man kommt in1 Nittel auf 1,01 = q. Reiter,
daR der Mittelfaktor F ebenfalls gleich 1 ist, und mithin gilt
fur Mischungen von NO niit N,. Das war
auch qI2 =
alles bei N,-CO und N,-0,
und bei N,O-CO,
praktisch
ebenso. Das Verhaltnis der (p NO:N, w i d 1,09, welches
nicht einfach das der Sutherlandfunktionen ist.
Zusammenfaasung
1. Zwischen Zimmertemperatur und 850 O murde die
Reibungskonstante von reinem NO geineasen, an den wenigen
Stellen, w-o fremde Messungen vorlagen, hinreichend in 'iibereinstimmung damit. Der bilogarithmische T-Exponent m fie1
in normaler Weise mit steigendem T, wiihrend die Sutherlandkonstante C = 128 gut konstant war. Die molare Kenntemperatur ergibt sich z u A10 = 24,8, nahe dar von 0, (25,7)
und N, (22,4), rnit ahnlichen Formeln wie bei diesen berechenbar.
2. Der Grenzwert mg des bilogarithmischen T-Koeffizienten
ergab sich zu 0,503, womit ~jizwischen 0 und 3500O berechnet
wurde; die berechneten 11 stimmen mit den gemessenen im
Bereich der MeRfehler uberein.
610
.A!
Truutx u. E. Gabyiel. Reibung. Warnzeleituny usw.
3. Bei Ziminertemperatur und bei looo, sowie fiir drei
verschiedene ~~ischungsverliiiltnissewurde 91 an N( )-K2Mischungen geniessen. Die g-Isothermen sind linear, so da8
clns q-Verhaltnis NO :N, = 1,01. der Mittelfaktor F = 1, das
y-Verhiiltnis 1,09 \bird. Alles in nllern steht NO sachgemiiB
auch liier deiii O2 etwas niiher als dem N,.
Literatur
1) H. V o g e l , Ann. d. Phys. [A] 43. X. 126s. 1914.
3) A. K l e m e n c 11. 1'. R e m y , Wien. Monatsliefte f. Chein. 46.
S. '307. 1923.
3) R. A. M i l l i k a n , Ann. d. Phys. [4] 41. S. 7 G . 1913.
4) Vgl. z. 13. $1. T r a u t z u. A. A l e l s t e r , Ann. d. Phys. [5] 7.
S. 409. 1930.
5) Vgl. ebeiida S. 410.
5. S.919. 1!)30.
6) M. T r a u t z , Ann. d. Pliys.
7) M. T r a u t z , Ann. d. Phys. [5] 11. S. 190. 1931.
H e i d e l b e r g , Physikalisch-Chemisches Institut d. Universitat, 1. Mai 1931.
(Eingegangen 14. August 1031)
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