|
 |
|
Koliki može biti maksimalni volumni udio helija u zraku da pri standardnim vrijednostima (T=20°C, p=1013 mbar, g=9.81 N/kg) ostane homogena smjesa (ne dođe do sedimentacije u dva sloja)?
|
|
Ime i prezime:
Tomislav B.
|
 |
 |
Da me netko probudi usred noći i pita me sedimentiraju li plinovi, zamolio bih ga da me pokuša stvarno probuditi jer mi takova vrst apsurdnih snova nije osobito zabavna. Ovako, u budnom stanju, uzeo sam barometarsku formulu pa krenuo računati. U spremniku visine 1 metar ispunjenom dušikom pri temperaturi od 20 °C tlak na vrhu bit će za 0,01 % manji nego pri dnu. Kad bi umjesto dušika u spremniku bio helij, tlak bi pri vrhu bio za 0,002 % manji nego na dnu. U oba slučaja razlika je premala da bi poveća razlika među tim razlikama išta značila za spremnik od jednog metra. Uzmemo li spremnik visok 100 m, tlak dušika pri vrhu bit će 98,88 % tlaka pri dnu, dok će kod helija tlak pri vrhu biti 99,84 % tlaka pri dnu. To je već u domeni mjerljivog, ali i dalje premalo da bi bilo relevantno, tako da bih se usudio zaključi da će u smjesama dušika i helija, a onda i zraka i helija, sastav biti homogen ma kakav spremnik da imamo.
Naravno, sasvim je zamislivo da sam nešto pogrešno shvatio, tako da ću opisati i svoju logiku u ovom problemu. Plinovi se, ukratko, miješaju u svim omjerima, tako da je razdvajanje plinskih smjesa na slojeve jednako vjerojatno kao i da se rakija u čaši na stolu spontano razdvoji na sloj vode i sloj alkohola, ili da se krhotine keramike spontano slože u šalicu.
Međutim, kako ćemo plinove tipično vidjeti u nekakvom gravitacijskom kontekstu, to će za njih vrijediti da im tlak pada s visinom stupca ili spremnika, pri čemu gradijent ovisi i o masi čestica tog plina. Što su one veće, to je veći i gradijent. Zbog toga se obogaćivanje uranija može izvoditi centrifugama, u kojima se brzom rotacijom postiže ogroman gradijent. S druge strane, kako je za lakše plinove gradijent bitno manji negoli za teške, planeti obično prvo gube lakše plinove, dok teži zaostaju.
Ako mi logika ne drži fluide, svakako javi o čemu uopće pričaš, čisto da nešto naučim. Pitanje ti je, naime, iz fizike, a ne kemije.
Pozdrav, |
|
|
Odgovorio:
Ivica Cvrtila
i.cvrtila@rug.nl
<-- Povratak
|
|
|
Postavite
pitanje iz bilo kojeg područja kemije i
e-škola će osigurati da dobijete odgovor od kompetentnog znanstvenika. |
  |
|
