* Данный текст распознан в автоматическом режиме, поэтому может содержать ошибки

757 ГАЗОВАЯ ПОСТОЯННАЯ — ГАЗОВЫЕ РАСТВОРЫ 758 для чего ее сжимают до 190 ат, осушают твердым NaOH, охлаждают в теплообменнике 3 и подают в отделитель 4, по­ груженный в жидкий азот. При 83° К практически сжижается весь азот и в оставшейся газовой фазе содержание гелия достигает 98,5%. При необходимости концентрация гелия может быть повышена до 99,7—99,9% (путем адсорбции при­ месей антивированным и древесным углем при 90—120° К). N2 * am a N 42am Рис. 5. Выделение гелия из природного газа. Д л я выделения гелия, растворившегося в жидком азоте, кон­ денсат из отделителя 4 дросселируют до 15—20 ат в емкость 9; получающаяся при этом жидная фаза содержит 95% азота, а гелий почти весь переходит в газовую фазу. Смесь паров гелия и азота добавляют к природному газу и снова подвер­ гают разделению, а жидкий азот используется для пополне­ ния ванны 7. Необходимый для процесса разделения холод получают путем использования эффекта Джоуля—Томсона: частично при дросселировании природного газа и частично специальным азотным холодильным циклом, для к-рого исполь­ зуется конденсируемый азот. Циркулирующий азот сжимается до 35—42 ат и после охлаждения в теплообменнике 5 делится на два потока: одна часть сжижается в конденсаторе б й после дросселирования подается в ванну 7, а вторая — расширяется до 1 ат в детандере 8, охлаждаясь при этом до 77° К, после чего соединяется с парами азота, отводимыми из ванны 7. Холод этих паров используется в конденсаторе азота б, от­ делителе 2 и теплообменнике 5. Лит. см. при ст. Воздуха Г А З О В А Я П О С Т О Я Н Н А Я (точнее — универсаль­ ная газовая постоянная) — физич. постоянная R, к-рая входит в ур-ние состояния 1 моля идеального газа: pV = RT, где р — давление, V — объем, Т — абс. темп-ра. Г. п. равна работе, производимой газом при изобарич. нагревании на 1°. Г. п, входит во многие физич. ур-ния. Значение Г. п. определяется из ур-ния состояния идеального газа: R = роУ /Т , где р , VQ И Т — соответствующие параметры газа при нормальных условиях, для к-рых приняты значе­ ния ро = 1 атм = 1013250 дин/см?, T = 273,15° К, V = (2,24207+0,00006) • 10* см&Чмолъ (физич. шкала). На Международном конгрессе по мировым постоянным в Турине (1956) принято значение R = (8,31696 + +0,00034) • 10 эрг/град-моль (физич. шкала атомных весов). Если принять соотношение между единицами химич. и физич. шкал атомных весов равным 1,000272, то значения Г. п. для химич шкалы атомных ве­ сов равны: R = (8,31470+0,00034) . 10? эрг/град-моль; R = 0,0820574+0,0000034 л-атм/град-моль; R = =: 1,98726+0,00004 кал/град-моль (калория термо­ химическая, равная 4,1840 абс. джоуля). Г А З О В Ы Е Р А С Т В О Р Ы — растворы газов, жидко­ стей и твердых тел в газах. Величина давления пара над жидкостью и твердым телом зависит от свойства вещества и его темп-ры. Если вещество находится в открытом сосуде в соприкосновении с воздухом, а давление его пара меньше атмосферного, то над этим веществом находится не чистый пар, а его смесь, или, правильнее, раствор в воздухе. Исследуя эти явления при давлениях, близких к атмосферному, Дальтон пришел к выводу, что количество пара, на­ сыщающего данный объем, не зависит от природы газа и его давления, а мольная доля растворенного в-ва в газовой фазе N равна: N = рЦР, где р% — давление пара этого вещества при данной теми-ре, Р — общее давление. Теперь известно, что даже при 0 0 0 0 Q 0 7 2 2 разделение. И. И. Гелыперин. малых давлениях растворимость веществ в газе зави­ сит от природы газа и его давления. Образование газовых р-ров, как правило, сопро­ вождается изменением объема и тепловым эффектом, т. е. явлениями, характерными и для жидких р-ров. Эти явления становятся особенно заметными при высоких давлениях, когда плотность газа уже сравни­ ма с плотностью жидкости. Процесс растворения в сжатом газе также схож с растворением в жидкости. Наблюдения, проведенные в сосуде высокого давления с окнами, показали, что, напр., капля масла, подвешен­ ная в среде сжатого этилена, растекается в нем струй­ ками, подобно сахару в воде. Растворяться в газе могут жидкости, твердые тела и газы. В соответствии с этим можно считать, что газовые растворы — это системы, в к-рых газ, жидкость или твердое тело равномерно распределены в среде газа. Р-ры газов в газах часто называют газовыми смесями. Растворимость веществ в сжатых газах достигает значительных величин. Так, в одном 1 нм этилена при 2000 ат растворяется до 3 кг смазочного масла. Азот при 100° и 1000 am растворяет до 10 мол. % бен­ зола, а этилен при 240 ат и 50° — до 17 мол. % наф­ талина. Водяной пар при давлениях и темп-рах, превышающих его критич. параметры, растворяет значительные количества солей, что является причиной образования твердых отложений на лопатках паровых турбин. Аналогичные процессы растворения в водя­ ном паре были причиной возникновения горных по­ род, содержащих Zn, W, Си, Мо и др. Большие ко­ личества жидких углеводородов растворяются в газе, находящемся в соприкосновении с нефтью на больших глубинах. Способность сжатых газов растворять вещества используют в технике. Растворимостью кварца в водяном паре, насыщенном нек-рыми со­ лями, пользуются для выращивания кристаллов кварца весом в несколько килограммов. Аналогич­ ным методом синтезируют нек-рые минералы (гидро­ термальный синтез). Предложен метод разделения жидких смесей, основанный на различной раствори­ мости фракций жидкой смеси в сжатых газах. Механизм растворения веществ в сжа,тых газах связан с взаимодействием молекул растворителя и растворенного в-ва и принципиально не отличается от механизма растворения в жидкости. Однако это взаимодействие проявляется наиболее явно при высо­ ких давлениях, когда велика плотность газового р-ра. Ввиду того, что плотность газового р-ра зависит от давления сильнее, чем плотность жидкости, то картина межмолекулярного взаимодействия в Г. р. значительно сложнее, чем в жидком; сложна и форма кривой растворимости в-ва в газе. Кривая (напр., в координатах Р—iV , где iV — мольная до­ ля в-ва, растворенно­ го в газовом р-ре, Р — давление) начи­ нается при давлении, равном давлению на­ сыщенного пара этого вещества, когда в газе находится только растворенное веще­ ство, N. = 1. При увеличении да­ вления (при нагнета­ нии в объем второго Мольная доля растворенного вещества компонента — газа) Рис. 1. Кривая растворимости количество газа в веществ в сжатых газах. объеме возрастает, а количество растворенного в-ва (в первом прибли­ жении, при низких давлениях) остается постоян­ ным. Мольная доля этого в-ва в газовом р-ре по3 2 2 2