close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Die Reibung Wrmeleitung und Diffusion von Gasmischungen XXX. Die innere Reibung bei tiefen Temperaturen von Wasserstoff Helium und Neon und binren Gemischen davon bis 90 0░ abs

код для вставкиСкачать
M . Trautz u. H . Zimmermann. Reibung, Warmeleitung usw. XXX 189
Die R e i b u f i g , W & r m e l e i t u n g und Diflusiom
won G a s m i s c h w n g e m
X X X . Die imnere Reibung bei tiefen Temperaturem
von Wasserstofl, Hetiurn unnd Neon.
und biitiiren Gernischen d a e o n bis 90,0° abs. herab
T o n M a x T r a m t s u n d HeZmut Z i m r n e r r n a t n n ,
{Mitteilung aus dem Physikalisch-Chemischen Institut der Universitat Heidelberg)
I n ha1 t : 1.Fragestellung, MeBverfahren, Berechnungsweise. - 2. Messungsergebnisse: a) 9 fur He und Ne bis 90,OO abs. herab; b) q von Gemischen bei
90,O O abs. - 3. Verwertung der Messungsergebnisse. - 4. Zusammenfassung.
- 5. Literaturverzeichnis.
1. Fragestellung, MeBverfahren, Berechnungsweise
Es fehlten Reibungsmessungen an binaren Gemischen von H,,
He, Ne fiir das Tieftemperaturgebiet und Neubestimmuug von q fiir
Neon (1, 2).
Zur Durchstromungsmethode [ T r a u t z und W e i z e l (311 diente
als Vergleichsgas bei O o C Luft, bei 194,6O und 90,OO abs. H,.
Die Versuchszeit betrug mehr als 200 Sek., damit die Hagenbachkorrektion
nicht zu groB wurde, hiichstens aber 900 Sek., um der Temperaturkonstanz innerhalb 0,l" sicher zu sein.
Die senkrecht stehenden Kapillaren konnten wegen des Vakuumgefafles
hiichstens 25 cm lang sein. Umkehrstrecken (3) verlangerten auf das Doppelte,
bzw. Dreifache. Die oberen lagen mindestens 4 cm unter dem Badspiegel.
Kapillarenbiider waren:
Eis in Wasser, von schwachem Luftstrom geriihrt.
0,OOO C (273,lO abs.):
-78,5O C (194,6O abs.)f 0,lo: Festes CO, mit Benzin, mit C0,-Gas geruhrt.
183,l C (90,OO abs.) f < 0,l O : Fliissiger 0,,mit technischem 0,-Gas geruhrt.
-
-
Ein Pt-Widerstandsthermometer, bei 0,OOO C und
183,l C, wiederholt
geeicht, auf 0,05O ablesbar, ma6 T bei 78,5O C. Absolutgenauigkeit: f0,la0.
Ein selbstgefertigtes Rein-Sauerstoffdampfdruck-Thermometer mall sehr
genau Temperaturschwankungen wie auch den Absolutbetrag bei
183,lO.
Die Dampfdruckkurve reinen Sauerstoffs ist sehr genau bekannt (6), (7), (8).
Der Dampfdruck betrug gewiihnlich etwa 750 mm Hg; er schwankte hochstens
zwischen 730 und 775 mm Hg, was einem Temperaturunterschied von 0,57 O entapricht. Reiner Sauerstoff hat den Dampfdruck von 760,O mm Hg bei 182,97O C.
Alle Messungen wurden aber zweckmiifligerweise auf 183,lO C, d. i. 90,0° abs.
zuruckgefuhrt. Absolutgenauigkeit: & 0,05 O ; Schwankungen auf: fO,Oll O.
-
-
-
-
Awzalen der Physik. 5. Folge. Band 22. 1935
Darstellung, Beschaffenheit und Reinigung der Gase:
Luft: AuBenluft durchstrich Glaswolle, festes CaCl,, konz. H,SO, und
festes KOH.
H, : Durch Elektrolyse von etwa 30prozentiger Kalilauge gewonnen ging
durch CaCI, , durch auf 300" C erhitzten Pd-Asbest, konz. H,SO,
und BOH.
0,: Wie bei H,; ebenfalls uber Pd-Asbest u. s. w.
He und Ne stellte uns die ,,Gesellschaft fur Lindes Eismaschinen A.-Q.,
Hollriegelskreuth" zur Verfugung, mit der Angabe bei Helium mindestens
99,5 Proz. He. Einer weiteren Reinigung wurde es nicht unterworfen. Das
Neon bezeichnete die Firma mit: Rein. Das 7 lag bei O 0 C um 0,68 Proz.
unter dem Wert von M. T r a u t z und H. E. B i n k e l e (9) und um 0,44 Proz.
unter dem von R a n k i n e ; das Ne war also wohl mit etwas He und N, verunreinigt. Ging das Roh-Neon bei der Temperatur des fluss. 0, uber aktive,
zuvor im Vakuum ausgeheizte Kohle in langsamem Strome [ E d w a r d s (Z)], so
lag 7 nur noch wenig unter dem Wert von M. T r a u t z und H. E. B i n k e l e ,
etwa um 0,3 Proz., und kam auf den Wert von R a n k i n e (10).
Der Millikan-Luftwert fiir 23,OO C liegt mittelbar den Messungen bei O,OOo C
zugrunde. Die Interpolationsformel von Millikan hat einen Gultigkeitsbereich
innerhalb 0,l Proz. bis herab zu 12O C:
qr-107= 1824,O - 4,93 (33 - t).
F u r O,OOo C ergibt die Formel den Wert 1710,Ci. Dieser Wert ist sicher etwas
zu hoch; denn mit sinkender Temperatur fallt die Reibung von Luft etwas
mehr als linear. Nimmt man jedoch auch fur O,Oo C eine Genauigkeit von
0,l Proz. a n , so wiire der obere Grenewert 1712,3 und der untere 1708,9.
Der wirkliche Luftwert wiid nach dem eben Gesagten mehr dem unteren Wert
zuneigen. Einer Arbeit von S u t h e r l a n d und MaaB(11) entnimmt man einen
Luftwert bei O,Oo C von 1708,3 (Methode der schwingenden Scheibe).
Daher wurde hier fur O,Oo C der Luftwert: 1709,O festgesetet und zugrundegelegt. Bei - 78,5 O C (194,6O abs.) ist auf den Reibungswert 659,O fur
H, bezogen, bei -183,l' C (90,0° abs.) auf 370,6 ebenfalls fur H,. Die beiden
H,-Werte entstarnmen der Interpolationsformel (12):
*
,~~
= 3k-.T
Tk
~.1 ~
'Ik
=
T k
=
I
i53,o'io-';
33,18;
~
111gqo
~
i
= 0,972 ;
= 0,975
~
~
.
,
~
Diese Formel gab aueh noch die Reibungswerte von H, bei 30" abs. richtig
wieder.
Schwankungen der Temperatur des AusfluBapparates wurden durch Zuriickrechnen mit Hilfe des idealen Gasgesetzes auf eine feste Temperatur ausgeschieden , ebenso Schwankungen der Kapillarentemperatur , indem man fur
wenige ZehnteIgrad die Durchstromungszeiten den absoluten Ternperaturen
proportional setzte.
Korrektion auf ZweierstoBe und Unidealitat bei Mischung wurde nicht
angebracht.
Korrektion infolge veranderten Barometerstandes wahrend der Messungsreihe war nicht erforderlich, d a die Eichmessungen mit Luft, bzw. mit H2
jeweils kurz vor der Ilauptmessung und gleich wieder kurz nachher ausgefuhrt
wurden.
~
AM.Trautx u. H . Zammermann. Reibung, Warmeleitung usw. X X X
191
2. Meesungsergebnisse
a) Reingasreibungszahlen
Reingas
T o ahs.
q.107
273,l
282,l
273,l
90,o
273,l
(273,l
833,4
1954
1905
884,l
2960,ij
2949
. . .
He.
0,. .
. .
He. . . .
Xe. , . .
(Roh-Neon) .
MeBreihen
Bezogen auf
2
1
2
1
Luft: 1709,O
4
Luft:
,,
,,
:
:
H,:
,. :
,, :
1
H,:
T
=
1754
1709,O
370,8
1709,O
1709,O)
659,O
370,6
b) ~~ischgasreibungszahlen
90,0° abs. bezogen auf qH2 = 370,6
H,-He
H,-Ne
(’,$ He
He-Ne
‘lo Ne
0,oo
25,05
42,7 1
68,52
76,62
100,oo
-
370,6
481,l
565,9
699,7
745
884,l
-
884,1
370,6
702,l
892,7
1133,7
1239,5
1311
0700
21,7
37,75
68,O
84,84
100,oo
-
11 70,9
--
100,oo
Zusammenfassung der Miseh-q:
“0
Mischg.
H,-He
H,-Ne
He-Ne
.
.
.
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
370,6 414,4 458,2 504 552,6 602,l 653,6 708 764 823 884,l
370,6 527,s 677,4 808 915,5 955,7 1080,4 1151 1214,7 1268,O 1311
884,l 981,s 1064,2 1129 1179,4 1318,5 1250 1276,6 1295,7 1307,l 1311
3. Verwertung der Messungsergebnisee
Jetzt wird genauer als bisher [Berechnungsformel fur V T aus
und nT Vgl. (12)] (9) fiir
v ] ~ , T,
Helium: ~ ~ - 1y0 98,O
‘
(bisher 97,l); ng = 0,664 (wie bisher);
qTC.lo7 = 708,5 (bisher 705); ng = 0,620 (bisher 0,613).
Neon:
Edelgase: Ta, q t , f i g ; T ~ ~qber.,
~ o/i,o
~ Abweichung
~ ~ , , beider voneinander, ?a3.,
im l‘emperaturbereich von 90,0° bis 550° abs. max.
TL.
Helium (9)
Neon (9)
Argon (9)
Krypton
Xenon (5)
5.19
44.74
150.65
210.6
289.7
Annalen der Physik. 5. Folge. Band 22. 1935
192
-
Edelgase (Fortsetzung)
Krypton
Helium (9)
ygemess.
q ber.
Tibs.
Oloo
-
90,o
I
nT
q gemess
gemess
'1ber.
Abwchg
Lbwchg
Lbwchg
"00
,855
-
-
-
,827
-
-
-
-
-
=
- 078 "loo
-
373,l
-
-
1941
1944
+ 1,5 oleo
2281
2282
-F O,4 o/oo
-
2260
2260 1,9999
fi0,O0/O,
-
,816
3036
-
,810
-
-
450,O
-
-
2672
2673
iO,4 Oleo
,804
500,o
-
-
523,O
2858
2853
- 177 oleo
,802
_.
550,O
2314
-
400,O
473,O
T
oleo
884
883,4
1480
373,O
gemess
7 ber.
11 ber.
Abwchg.
I94,6
293,O
Xenon (5)
-
4220,4235
4227
0,909
t 1,7-3,0°/00
-
-
3217
3185
3,9944
-
._
3652
3661
f 275
-
3464
3422
- 12°/,,
-
-
-
-
),9969
I- 1,2O/O,
- lO0/0c
-
4501,4518
4507
0,904
i.1,3-2,4% 0
-
-
-
3009
3029
i-6,6 "or
3351
3355
I
--
3,9916
-
3954
3951 1,9887
- 078Oleo
Edelgase (und Wasserstoff):
Temperaturnnabhangige KenngrijBen
He
Ne
A+
33,18
153,O
0,670
5,19
98,O
0,664
44,74
701,5
0,620
150,65
1209
0,602
8,231
1,297
2,217
3,776
H2
Tk
q k . 107
2169
529,6
637,s
1246
-
Kr
--
210,6
1780
2,514
-
1183
Se
289,7
2235
0,520
2,206
1296
111. Trautz u. H . Zirnwermann. Reibung, Warmeleitung usw. XXX 193
(Fortsetz
Edelgase (und Wasserstoi
Ha
4,611
26,56
107,8
He
Ne
1.8,88
15,68
43,02
104,9
48,99
156,2
4,440
2,08
-
8,025
-
98,50
191,4
4,785
l,54
3,975
l,l3
4,142
0,93
Se
Kr
A+
7,71<5
8,45
122,7
131,3
195,5
195,1
5,634
1,90
5 3 max
1,68
Temperaturabhangige KenngroBen der Misch- und 1 kpaargasreibunp:
,
,
H,-He:
I
T k , a : 13,123
13,12 - 1125,5/
-
1
596 I 602
90,O
Kl
293 1339'1330
c3
373 1377 1587
qkln:
125,5;
1zyl2:
I
1
1
0,667; a,, . l o 9 : %6,6
1,02,
-
- 10,661
4,293' 4,291
Io,to2
0,961
- 0,753 0,875
3,444 3,458
o,c14
0,974
2,4 0,98 0,902
0,972
,56 0,99 0,900 0,8636 6,501 0,148212,806 2,829 o,@3
l6
0,965 1,17 0,98 0,900 0,8562 6,6156 0,748712,748 2,763 o,i15
2001 19911 12i0,961 - 0,99 0,904 0,8533 6,6606~0,746l12,7232,736 o,r13
473 1864 1861
523
I
Tkla:38,53;
H,-Ne:
38,63 -
404
-
14,3
-1889 2031 70
90,O 860,2 862,5
293
373 2406 2388
473 2848 2790
52.1 3108 2988
&
-
1,333
1,220
-
404;
1zg12:
0,645;
Ul,-lO9:
1049
- l,55 1,00005,0000~0,775 4,332 4,208 o,:,4
1,94, 1,518 0,9800 5,167 '0,770 3,768 3,681
o,of7
1,313 1,43 1,812 1,503 0,9270 5,684 0,7617 3,043 3,126
o,F,3
1,546 1,09 2,00, 1,504 0,9166 5,801 0,7599 2,964 3,067 0,To3
2L1
1,58,
3,3 2,06, 1,509 0,9065 5,919 0,7568 2,928 3,008 0,<80
1,64,
1,82 2,13 1,511 0,9031 5,962 0,7560 2,906 2,985
4t1
He-Ne:
qr12:
-
/
Tk12:
I
15,24;
?,'km:
311,5;
lzglB:
0,642;
U,,.lOO;
o,z,g
489,2
o,F77
3,357 o,i34
2,805 o,030
1,188
-
-
12,37 1,0000~5,0000~0,7753,982 4,059
1,522,
1,8
-
1,684 0,9251 5,705 0,762 3,32,
1,17,
1,2 1,26 1,620 0,8709 6,392 0,7496: 2,77,
373 3380 3365 64:
1,178
2,0 1,15 1,615 0,8619 6,528 0,7476 2,72, 2,746
473 3930 3924
l,1e8
1,13 1,617 0,8536 6,656 0,7458 2,6€& 2,688 o,&06
1,165
1,lS 1,618 0,8563 6,709 0,7449 2,656 2,665
15,24
90,O
311,5
-
1314 1313 o$7
393 2878 2877
523 4183 4187
o$
o,95
Annalen der Physik. 6 . Folge. 22.
13
o,t21
o,i09
Annalerz der Physik. 5. Folge. Bard 22. 1935
194
Unpaargas-, Mischgas- und Reingas-Konstante.
1
Tk,2
Gaspaar Kurve
1
'
'k2
ng,,
vk,
ngL
'1k,
ngr
1 18. S. 856. 1933.
'
v c
1/u12*104~~kkrit.
vq
'm2
1
-
1/%
'la,
3,622
5,760
2,278
6,207
5,760
6,689
1045 0,667
217,O 53,O -
'Po
M1e
-
MI
~~
13,12
33,18
5,19
+18 38,53
- 33,18
44,74
-3
H,-Ne
{-
125,5
153,O
98,O
404
l53,O
701,5
0,667
0,670
0,664
0,645
0,670
0,620
4,293
4,440
4,142
4,332
4,440
3,975
+ l o 15,24 311,5 0,642 3,983 3,904
5,19 Y8,O 0,664 4,142 2,278
44,74 701,5 0,620 3,975 6,689
953,7 1,58
217,O 63,s 489,2 2,27
53,O 63,8 -
4,003
4,OO
Tieftemperaturmessungen von q bei 194,6 O und 90,OO abs. wurden
an den Reingasen He und Ne, bei 90,OO abs. an den 3 biniiren
Nischungen xwischen H,, He und Ne angestellt.
Die schon berechneten KenngroBen (Ann. d. Phys. [5] 16. S. 851.
1933 und Ann. d. Phys. [5] 18. S. 816. 1933) konnten bestatigt, bzw.
durch um nur wenig verschiedene ersetzt werden.
Die Durchfuhrung dieser Arbeit ist dem Entgegenkommen der
Gesellschaft fur Lindes Eismaschinen A X . , Hollriegelskreuth zu
danken, die He und Ne in ausreichender Menge zur Verfiigung stellte
und der Notgemeinschaft der Deutschen Wissenschaft. Weiter danken
wir der I. G. Farbenindustrie, Werk Ludwigshafen, fur kostenlose
Uberlassung von fester Eiohlensaure, flussigem 0, und N,, sowie dern
Chemischen lnstitut der Universitat Heidelberg fur kostenlose Bereitstellung yon ausreichenden Mengen des fliissigen I.-G.-Sauerstoffs.
-~
5. Literaturverzeichnis
1) M. T r a u t z und H. E. B i n k e l e , Ann. d. Phys. [6] 5. S. 581. 1930.
2) E d w a r d s , Proc. Roy. SOC.London 119. S. 587. 1928.
3) &I. T r a u t z und W. Weizel, Ann. d. Phys. 78. S. 305. 1925.
4) M. T i a u t z und I. H u s s e i n i , [5] Ann. d. Phys. 20. S. 121. 1934.
5) M. T r a u t z und R. H e b e r l i n g , Ann. d. Phys. [5] 20. S. 118. 1034.
6) H e n n i n g und S t o c k , Ztschr. f. Phys. 4. S. 236. 1921.
7) H e n n i n g , Ztschr. f. Phys. 40. S. 775. 1927.
8) K o h l r a u s c h , Lehrb d. prakt. Phys. S. 154. 1930.
9) M. T r a u t z , Ann. d. Phys. [5] 16. S. 881. 1933.
10) R a n k i n e , Phys. Ztschr. 11. S. 781. 1910.
11) R.P. S u t her1 a n d and 0.Maass Can. Journ. of Res. 6. S. 428-443.1'J3?.
12) M . T r a u t z , Ann. d. Phys. [5] 11. S. 208. 1931.
13) M. T r a u t z , Ann. d. Phys. [5]18. S. 816. 1932.
,
R o s t o clr, Chem. Institut der Universitat.
(Eingegangen 22. Dezember 1934)
Документ
Категория
Без категории
Просмотров
2
Размер файла
324 Кб
Теги
die, davos, abs, gasmischungen, gemischen, wrmeleitung, tiefen, diffusion, und, helium, bei, reibung, wasserstoff, binren, temperature, inner, bis, neon, xxx, von
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа