Ксенон физические и химические свойства. База данных по теплофизическим свойствам газов и их смесей, используемых в яэу
Ксенон
КСЕНО́Н -а; м. [от греч. xenos - чужой]. Химический элемент (Хе), один из инертных газов (применяется в электротехнике и медицине).
◁ Ксено́новый, -ая, -ое. К-ая лампа. К-ая трубка.
ксено́н(лат. Xenon), химический элемент VIII группы периодической системы, относится к благородным газам. Название от греческого xénos - чужой (открыт как примесь к криптону). Плотность 5,851 г/л, t кип –108,1ºC. Первый благородный газ, для которого получены химические соединения (например, XePtF 6). Ксеноновая лампа применяется в прожекторах, кинопроекторах. Фториды XeF 2 , XeF 4 - мощные окислители и фторирующие агенты.
КСЕНОНКСЕНО́Н (лат. Xenon, от греческого xenos - чужой), Хе (читается «ксенон»), химический элемент с атомным номером 54, атомная масса 131,29. Инертный, или благородный, газ. Расположен в группе VIIIA в 5 периоде периодической системы.
Природный атмосферный ксенон состоит из девяти изотопов: 124 Хе (0,096%), 126 Хе (0,090%), 128 Хе (1,92%), 129 Хе (26,44%), 130 Хе (4,08), 131 Хе (21,18%), 132 Хе (26,89%), 134 Хе (10,44%) и 136 Хе (8,87%).
Радиус атома 0,218 нм. Электронная конфигурация внешнего слоя 5s
2
p
6
. Энергии последовательной ионизации - 12,130, 21,25, 32,1 эВ. Электроотрицательность по Полингу (см.
ПОЛИНГ Лайнус)
2,6.
История открытия
Открыт английскими учеными У.
Рамзаем (см.
РАМЗАЙ Уильям)
и М. Траверсом (см.
ТРАВЕРС Моррис Уильям)
в 1898 методом спектрального анализа как примесь к криптону (см.
КРИПТОН)
. В 1962 в Канаде Н. Бартлетт (см.
БАРТЛЕТТ Нил)
получил первое устойчивое при комнатной температуре химическое соединение ксенона XePtF 6 .
Нахождение в природе
Ксенон - редчайший газ земной атмосферы, содержание в воздухе 8,6·10 -5 % по объему. Общие запасы ксенона в атмосфере 1,6·10 11 м 3 .
Получение
Ксенон выделяют как побочный продукт при переработке воздуха на азот и кислород.
Физические и химические свойства
Ксенон - одноатомный газ без цвета и запаха. Температура кипения –108,12 °C, плавления –11,85 °C. Критическая температура 16,52 °C, критическое давление 5,84 МПа. Плотность 5,85 кг/м 3 .
В 100 мл воды при 20 °C растворяется 9,7 мл Xe.
Ксенон образует клатраты (см.
КЛАТРАТЫ)
с водой и многими органическими веществами: Хе·5,75Н 2 О, 4Хе·3С 6 Н 5 ОН и другие. В клатратах атомы-гости Xe занимают полости в кристаллических решетках веществ-хозяев.
Непосредственно Xe взаимодействует только со фтором, образуя XeF 2 , XeF 4 и XeF 6 . Дифторид ксенона XeF 2 имеет тетрагональную решетку, температуру плавления 129 °C, плотность 4,32 г/см 3 . Решетка тетрафторида XeF 4 моноклинная, температура плавления 117,1 °C, плотность 4,0 г/см 3 . Решетка гексафторида XeF 6 моноклинная, температура плавления 49,5 °C, плотность 3,41 г/см 3 .
Гидролизом XeF 4 и XeF 6 получают неустойчивые оксифториды XeОF 4 , XeО 2 F 2 , XeОF 2 , XeО 3 F 2 и XeО 2 F 4 и оксиды ХеО 3 и ХеО 4 , которые при комнатной температуре они разлагаются на простые вещества.
Фториды ксенона взаимодействуют с водными растворами щелочей, образуя ксенаты МНХеО 4 (М = Na, K, Rb, Cs), устойчивые до 180 °C. При гидролизе растворов XeF 6 , диспропорционировании XeО 3 в щелочных растворах и при озонировании водных растворов XeО 3 получены перксенаты Na 4 XeO 6 и (NH 4) 4 XeO 6 .
Применение
Ксенон используют для наполнения ламп накаливания, мощных газоразрядных и импульсных источников света.
Радиоактивные изотопы применяют в качестве источников излучения в радиографии и для диагностики в медицине, для обнаружения течи в вакуумных установках. Фториды ксенона используют для пассивации металлов.
Физиологическое действие
Газ ксенон безвреден. Фториды ксенона ядовиты, ПДК в воздухе 0,05 мг/м 3 .
Энциклопедический словарь . 2009 .
Синонимы :Смотреть что такое "ксенон" в других словарях:
Zenon: Z3 … Википедия
- (символ Хе), газообразный неметаллический элемент, один из инертных газов. Открыт в 1898 г. Ксенон присутствует в земной атмосфере (в соотношении около 1:20000000) и может быть получен РЕКТИФИКАЦИЕЙ (разделением на фракции) жидкого воздуха.… … Научно-технический энциклопедический словарь
- (гр. xenon.). Элемент из группы аргона; в ничтожн. количестве входит в состав воздуха. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Чудинов А.Н., 1910. ксенон (гр. xenos чужой (впервые был найден как примесь к криптону)) хим.… … Словарь иностранных слов русского языка
- (Xenon), Xe химический элемент VIII группы периодической системы, атомный номер 54, атомная масса 131,29; относится к благородным газам. Ксенон открыли английские ученые У. Рамзай и М. Траверс в 1898 … Современная энциклопедия
Ксенон - (Xenon), Xe химический элемент VIII группы периодической системы, атомный номер 54, атомная масса 131,29; относится к благородным газам. Ксенон открыли английские ученые У. Рамзай и М. Траверс в 1898. … Иллюстрированный энциклопедический словарь
- (лат. Xenon) Xe, химический элемент VIII группы периодической системы, атомный номер 54, атомная масса 131,29, относится к благородным газам. Название от греческого xenos чужой (открыт как примесь к криптону). Плотность 5,851 г/л, tкип 108,1 .С.… … Большой Энциклопедический словарь
Xe (от греч. xenos чужой * a. xenon; н. xenon; ф. xenon; и. xenon), хим. элемент VIII группы периодич. системы Менделеева, относится к инертным газам, ат.н. 54, ат. м. 131,3. Природный K. смесь девяти стабильных изотопов, среди к рых… … Геологическая энциклопедия
КСЕНОН, а, муж. Химический элемент, инертный газ без цвета и запаха, применяемый в мощных осветительных приборах. | прил. ксеноновый, ая, ое. Ксеноновая трубка. Толковый словарь Ожегова. С.И. Ожегов, Н.Ю. Шведова. 1949 1992 … Толковый словарь Ожегова
- (Xenon), Хе, хим. элемент VIII группы периодич. системы элементов, инертный газ. Ат. номер 54, ат. масса 131,30. Природный К. состоит из 9 стабильных изотопов: 124 Хе (0,10%), 126 Хе (0,09%), 128 Хе (1,91%), 129 Хе (26,4%), 130 Хе (4,1%), 131 Хе… … Физическая энциклопедия
Сущ., кол во синонимов: 2 газ (55) элемент (159) Словарь синонимов ASIS. В.Н. Тришин. 2013 … Словарь синонимов
Инертный газ нулевой гр. периодической системы, порядковый № 54. К. земной атмосферы состоит из 9 стабильных изотопов. Обогащенный тяжелыми изотопами, К. обнаружен в урановых м лах, где он образуется при спонтанном делении изотопов урана. См.… … Геологическая энциклопедия
, применение ксенона , производство ксенона , ксенон в светотехнике , ксенон в медицне
Этот газ, названный «чужим», практически перевернул с ног на голову представления химиков об инертных газах. С самого начала он проявил «странные» свойства: в отличие от других инертных газов, ксенон первым вступил в химическую реакцию, первым же образовал устойчивое соединение. И заодно сделал неуместным сам термин «инертные газы». Благодаря вновь открытому веществу ранее созданная «нулевая» группа периодической системы перестала существовать.
В поисках «чужого»
После того как были открыты гелий, неон, аргон и криптон, завершающие четыре первых периода таблицы Менделеева, уже не вызывало сомнений, что пятый и шестой периоды тоже должны оканчиваться инертным газом. Но найти их удалось не сразу. Это и неудивительно: в 1 м 3 воздуха 9,3 л аргона и всего лишь 0,08 мл ксенона.
Но к тому времени стараниями ученых, прежде всего англичанина Траверса, появилась возможность получать значительные количества жидкого воздуха. Стал доступен даже жидкий водород. Благодаря этому Рамзай совместно с Траверсом смог заняться исследованием наиболее труднолетучей фракции воздуха, получающейся после отгонки гелия, водорода, неона, кислорода, азота и аргона. Остаток содержал сырой (то есть неочищенный) криптон. Однако после откачки его в сосуде неизменно оставался пузырек газа. Этот газ голубовато светился в электрическом разряде и давал своеобразный спектр с линиями в областях от оранжевой до фиолетовой. В поисках нового элемента и для изучения его свойств Рамзай и Траверс переработали около ста тонн жидкого воздуха. Индивидуальность ксенона как нового химического элемента они установили, оперируя всего 0,2 см 3 этого газа. Необычайная для того времени тонкость эксперимента!
Характерные спектральные линии — визитная карточка элемента. У Рамзая и Траверса были все основания считать, что открыт новый инертный газ. Его назвали ксеноном, что в переводе с греческого значит «чужой»: в криптоновой фракции воздуха он действительно выглядел чужаком. Любопытно, что с точки зрения химика ксенон на самом деле оказался «чужим» среди инертных газов. Он первым вступил в химическую реакцию, первым образовал устойчивое соединение. И потому сделал неуместным сам термин «инертные газы».
Синтез первых соединений ксенона поставил перед химиками вопрос о месте инертных газов в периодической системе. Прежде благородные газы были выделены в отдельную нулевую группу, что вполне отвечало представлению об их валентности. Но, когда ксенон вступил в химическую реакцию, когда стал известен его высший фторид, в котором валентность ксенона равна восьми (а это вполне согласуется со строением его электронной оболочки), инертные газы решили перенести в VIII группу. Нулевая группа перестала существовать.
Свойства ксенона
Ксенон, как и все инертные газы VIII группы таблицы Менделеева, состоит из одноатомных молекул, не имеет ни запаха, ни цвета, не горит и не поддерживает горение, не взрывоопасен, слабо растворяется в воде и очень быстро выделяется из организма через легкие.
Как инертный газ он благороден, никакой биотрансформации в организме не подвергается, не вступает ни в какие химические реакции. Инертность Хе обусловлена насыщенностью внешней электронной оболочки, электронные конфигурации его предельно замкнуты и максимально прочны. Порядковый номер Хе — 54, молекулярный вес —131,29. Плотность при 0 °С и 1 Ата составляет 5,89 кг/м 3 , что в 4 раза выше, чем у воздуха и в З,2 раза выше, чем у N 2 О.
Ксенон в природе
Ксенон находится в земной атмосфере в крайне незначительных количествах, 0.087±0.001 миллионной доли (μL/L), а также встречается в газах, испускаемых некоторыми минеральными источниками. Некоторые радиоактивные виды ксенона, например, 133 Xe и 135 Xe , получаются как результат нейтронного облучения ядерного топлива в реакторах.
Ксенон относительно редок в атмосфере Солнца, на Земле, в составе астероидов и комет. Концентрация ксенона в атмосфере Марса аналогична земной: 0,08 миллионной доли, хотя содержание 129 Xe на Марсе выше, чем на Земле или Солнце. Поскольку данный изотоп образуется в процессе радиоактивного распада, полученные данные могут свидетельствовать о потере Марсом первичной атмосферы, возможно, в течение первых 100 миллионов лет после формирования планеты. У Юпитера, напротив, необычно высокая концентрация ксенона в атмосфере — почти в два раза выше, чем у Солнца.
Получение ксенона
Основным источником промышленного производства ксенона является воздух, где в 1000 м 3 содержится 86 см 3 ксенона. В России и странах СНГ уровень годового промышленного производства чистого ксенона составляет около 1500 м 3 .
В промышленности ксенон получают как побочный продукт разделения воздуха на кислород и азот. После такого разделения, которое обычно проводится методом ректификации, получившийся жидкий кислород содержит небольшие количества криптона и ксенона. Дальнейшая ректификация обогащает жидкий кислород до содержания 0,1-0,2% криптоноксеноновой смеси, которая отделяется адсорбированием на силикагель или дистилляцией. Как заключение, ксеноно-криптоновый концентрат может быть разделен дистилляцией на криптон и ксенон.
Основными поставщиками сырья (криптон-ксенонового концентрата) являются крупные промышленные центры металлургической промышленности России. Для получения чистого ксенона используется криптон-ксеноновый концентрат, который подвергается криогенной ректификации на газоразделительных установках, обеспечивающих получение ксенона высокой чистоты (99,999%). Из-за своей малой распространенности ксенон гораздо дороже более легких инертных газов.
Ксенон на практике
Несмотря на высокую стоимость, ксенон незаменим в ряде случаев. Ксенон используют для наполнения ламп накаливания , мощных газоразрядных и импульсных источников света (высокая атомная масса газа в колбах ламп препятствует испарению вольфрама с поверхности нити накаливания).
Радиоактивные изотопы (127 Xe , 133 Xe , 137 Xe и др.) применяют в качестве источников излучения в радиографии и для диагностики в медицине, для обнаружения течи в вакуумных установках. Фториды ксенона используют для пассивации металлов .
Ксенон как в чистом виде, так и с небольшой добавкой паров цезия-133, является высокоэффективным рабочим телом для электрореактивных (главным образом — ионных и плазменных) двигателей космических аппаратов .
С конца XX века ксенон стал применяться как средство для общего наркоза (достаточно дорогой, но абсолютно нетоксичный, точнее — не вызывает химических последствий — как инертный газ). Первые диссертации о технике ксенонового наркоза в России появились в 1993 г. В качестве лечебного наркоза ксенон эффективно применяется для снятия острых абстинентных состояний и лечения наркомании, а также психических и соматических расстройств.
Фториды и оксиды ксенона предложены в качестве мощнейших окислителей ракетного топлива , а также в качестве компонентов газовых смесей для лазеров.
В изотопе ксенон-129 возможно поляризовать значительную часть ядерных спинов для создания состояния с сонаправленными спинами — состояния, называемого гиперполяризацией .
Ксенон (лат. xenonum), xe, химический элемент viii группы периодической системы Д. И. Менделеева, относится к инертным газам; ат. н. 54, ат. м. 131,30. На Земле К. присутствует главным образом в атмосфере. Атмосферный К. состоит из 9 стабильных изотопов, среди которых преобладают 129 xe, 131 xe и 132 xe. Открыт в 1898 английскими исследователями У. Рамзаем и М. Траверсом, которые подвергли медленному испарению жидкий воздух и спектроскопическим методом исследовали его наиболее труднолетучие фракции. К. был обнаружен как примесь к криптону, с чем связано его название (от греч. x e nos - чужой). К. - весьма редкий элемент. При нормальных условиях 1000 м 3 воздуха содержат около 87 см 3 К.
К. - одноатомный газ без цвета и запаха; плотность при 0°С и 10 5 н/м 3 (760 мм рт. cm. ) 5,851 г/л , t пл -111,8 °С, t кип -108,1 °С. В твёрдом состоянии обладает кубической решёткой с параметром элементарной ячейки а= 6,25 a (при -185 °С). Пятая, внешняя электронная оболочка атома К. содержит 8 электронов и весьма устойчива. Однако притяжение внешних электронов к ядру в атоме К. экранировано большим количеством промежуточных электронных оболочек, и первый потенциал ионизации К., хотя и довольно велик (12, 13 эв ), но значительно меньше, чем у других стабильных инертных газов. Поэтому К. был первым инертным газом, для которого удалось получить химическое соединение - xeptf 6 (канадский химик Н. Бартлетт, 1961). Дальнейшие исследования показали, что К. способен проявлять валентности i, ii, iv, vi и viii. Лучше всего изучены соединения К. с фтором: xef 2, xef 4 , xef 6 , xef 8 , которые получают в специальных условиях, используя никелевую аппаратуру. Так, xef 4 можно синтезировать при простом пропускании смеси xe и f 2 через нагретую никелевую трубку. Синтез xef 2 возможен при облучении смеси xe и f 2 ультрафиолетовым излучением. Получить же фториды xef 6 и xef 8 удаётся только при использовании высоких давлений (до 20 Мн/м 2 , или 200 ат ) и повышенной температуры (300-600°С). xef 4 наиболее устойчив (длительное время сохраняется при комнатной температуре), наименее устойчив xef 8 (сохраняется при температуре ниже 77 К). При осторожном упаривании раствора xef 4 в воде образуется весьма неустойчивый нелетучий окисел xeo 3 - сильное взрывчатое вещество. Действием раствора ba (oh) 2 на xef 6 можно получить ксенонат бария ba 3 xeo 6 . Известны и соли, содержащие восьмивалентный К., - перксенонаты, например na 4 xeo 6 · 6h 2 o. Действуя на него серной кислотой, можно получить высший окисел xeo 4 . Известны двойные соли xef 2 · 2sbf 5 , xef 6 · asf 3 и др., перхлорат xecio 4 - очень сильный окислитель и др.
В промышленности К. получают из воздуха. Вследствие очень низкого содержания К. в атмосфере объём производства невелик. Одно из самых важных применений К. - использование его в мощных газоразрядных лампах. Кроме того, К. находит применение для исследовательских и медицинских целей. Так, благодаря высокой способности К. поглощать рентгеновское излучение его используют как контрастное вещество при исследовании головного мозга. Фториды К. находят применение как мощные окислители и фторирующие агенты. В виде фторидов удобно хранить и транспортировать чрезвычайно агрессивный фтор.
ОПРЕДЕЛЕНИЕ
Ксенон расположен в пятом периоде VIII группе главной (A) подгруппе Периодической таблицы.
Относится к семейству инертных (благородных газов). Обозначение - Xe. Порядковый номер - 54. Относительная атомная масса - 131,3 а.е.м.
Электронное строение атома ксенона
Атом ксенона состоит из положительно заряженного ядра (+54), внутри которого есть 54 протона и 77 нейтронов, а вокруг, по пяти орбитам движется 54 электрона.
Рис.1. Схематическое строение атома ксенона.
Распределение электронов по орбиталям выглядит следующим образом:
54Xe) 2) 8) 18) 18) 8 ;
1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 3d 10 4s 2 4p 6 4d 10 5s 2 5p 6 .
Внешний энергетический уровень атома ксенона содержит 8 электронов, т.е. полностью завершен (именно поэтому ксенон мало химически активный элемент). Все эти электроны являются валентными. Возбужденного состояния нет. Энергетическая диаграмма основного состояния принимает следующий вид:
Валентные электроны атома ксенона можно охарактеризовать набором из четырех квантовых чисел: n (главное квантовое), l (орбитальное), m l (магнитное) и s (спиновое):
|
Подуровень |
||||
Примеры решения задач
ПРИМЕР 1
| Задание | Электронная формула аниона Э 2- [ 10 Ne]3s 2 3p 6 отвечает элементу: аргон, хлор, сера или фосфор? |
| Решение | Для того, чтобы записать полную электронную формулу искомого элемента, нужно знать электронную конфигурацию неона:
10 Ne 1s 2 2s 2 2p 6 . Тогда, полная электронная формула имеет вид: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 6 . Так как при образовании отрицательно заряженных ионов элемент выступает в качестве акцептора протонов, то электронная формула элемента в основном состоянии имеет вид: 1s 2 2s 2 2p 6 3s 2 3p 4 . Общее количество электронов в электронной оболочке совпадает с порядковым номером элемента в Периодической таблице. Оно равно 16. Это сера. |
| Ответ | Сера (S) |
Как и все инертные газы ксенон является химическим элементом VIII группы периодической таблицы химических элементов. Ксенон состоит из одноатомных молекул, не имеет цвета, запаха, не горит, не поддерживает горение, плохо растворяется в воде. Инертность ксенона обусловлена насыщенностью его внешней электронной оболочки.
Характерной особенностью этого элемента является достаточно высокая по сравнению с криптоном температура кипения при атмосферном давлении, которая равна - 108 ° С (165 K). Температура 17 ° С (290 К) является для ксенона критической. Ниже этой температуры ксенон находится в жидком состоянии.
В земной атмосфере ксенон присутствует в крайне незначительных количествах, которые составляют 0,087±0,001 миллионной доли. Несмотря на это атмосферный воздух является основным источником его промышленного производства. Кроме того он встречается в газах, испускаемых некоторыми минеральными источниками. Некоторые радиоактивные виды ксенона, например, 133 Xe и 135 Xe, образуются в результате нейтронного облучения ядерного топлива в реакторах.
В реакторах на тепловых нейтронах присутствие 135 Xe приводит к нежелательному поглощению тепловых нейтронов, что сказывается на его реактивности и называется отравлением реактора. В начальный период работы реактора количество 135Xe резко увеличивается, а затем выходит на стационарный уровень. После останова реактора число ядер 135 Xe повышается и достигает максимума. Таким образом, после останова происходит снижение реактивности, обусловленное ростом отравления ксеноном.
В ядерной физике ксенон применяется также для наполнения пузырьковых камер.
Природный ксенон Xe является смесью изотопов 124 Xe ÷ 136 Xe, при этом в процентном отношении преобладают изотопы 129 Xe (26,4%), 131 Xe (21,1%) и 132 Xe (26,9%). Рассматриваемый интервал приведенных параметров, r/r кр ≤0,3 и T/T кр ≥ 1 относится к состоянию разреженного газа. В этом интервале для описания термодинамических характеристик можно, в первом приближении, использовать уравнение состояния идеального газа рv = RT. Теплофизические характеристики ксенона даны для диапазона температур от 300 до 2500 K и для давления от 0,1 МПа до 6 MПa.
Были проведены три оригинальных обобщения теплофизических характеристик газообразного ксенона Xe при высоких температурах. В работе на основе принципа собственных состояний проведено согласование характеристик одновременно всех инертных газов в разреженном состоянии. В работе обобщение характеристик выполнено с помощью шестипараметрического потенциала межатомного взаимодействия.
Экспериментальные данные о коэффициентах вязкости, теплопроводности для разреженного газа и о втором вириальном коэффициенте в совокупности покрывают диапазон температур до 2000 К. На основе результатов, приведенных в работе проведен расчет таблицы справочных значений μ о, λ о до 5000 K. Данные этих таблиц, были аттестованы и зарегистрированы МАГАТЭ, где получили категорию рекомендованных данных. Справочник авторов Зубарева В.Н., Козлова А.Д., Кузнецова В.М. и др. - Теплофизические свойства технически важных газов при высоких температурах и давлениях, М., Энергоатомиздат, 1989 - включает таблицы термодинамических и транспортных характеристик газообразного ксенона Xe при температуре от 500 К при давлении (P ≤16 MПa), а при температуре до 3000 K при давлении (P ≤120 MПa).
По результатам, приведенным в работе выведены формулы, которые даны в этом разделе. Приведенная ниже таблица содержит параметры расчетных соотношений. Достоверность рекомендуемых справочных данных определяется надежностью экспериментов, процедурами согласования данных и использованием физических моделей.
Фундаментальные константы для ксенона:
Атомный вес M = 131,29 ± 0,04 кг/моль .
Удельная газовая постоянная R = 63,329 ± 0,02 Дж/(кг·K ) .
Температура кипения при нормальном давлении T к = 165,11 К
Критическая температура T кр = 289,73 K
Критическое давление P кр = 5,84 MPa ,
Критическая плотность r кр = 1,11·103 кг/м3
Удельный объем, плотность
Удельный объем рассчитывается по уравнению состояния с учетом второго вириального коэффициента, м 3 /кг, :
где
(2)
T* = T/274, температура T
измеряется в K, давление
P
- в Пa
,
β 1 = 0,000266243;β 2 = 0,000219567;
β 3 = - 0,000217915; β 4 = - 0,0091279;
β 5 = 0,0177392; β 6 = - 0,0138045; β 7 = 0,00377490.
Погрешность во всем интервале параметров составляет не более 0,1%.
Изобарная теплоемкость
Удельная изобарная теплоемкость, Дж /(кг·K ), :
(3)
где значение B получено по формуле (2.2.3.2), температура Т измеряется в К, давление P - в Па. Погрешность во всем диапазонепараметров составляет не более 0,1%.
Изохорная теплоемкость
Удельная изохорная теплоемкость, Дж /(кг·K ), :
(4)
Показатель изоэнтропы :
(5)
Скорость звука, м /с, :
(6)
где k показано выше, r дается в м 3 /кг, температураТ в К. Погрешность меньше 0,1%.
Удельная энтальпия, Дж /кг, :
(7)
Погрешность не превышает 0,1%.
Удельная энтропия, Дж /(кг·K ), :
где температура T измеряется в K, давление Р - в Пa , B показан выше, P o = 0,101325 MПa . Погрешность не превышает 0,1 %.
Коэффициент динамической вязкости, Пa ·с , :
(9)
где
(10)
(11)
где T* = T/274,1, δ 1 = 0, 46641; δ 1 = - 0,56991; δ 1 = 0,19591; δ 1 = - 387,90; δ 1 = 0,0025900; ζ 1 = -0,15195;ζ 1 = 2,5412 ; ζ 1 = - 3,1083;ζ 1 = 0,52764;ζ 1 = 0,50741;ζ 1 = -0,23042.Погрешность при температуре T в диапазоне от 300 до 1500 K не превышает 1,5 %, при температуре T = 1500 2500 K не превышает 2,5 %.
Теплопроводность
Коэффициент теплопроводности, Вт /(м·K ), определяется по работе :
(12)
где
(13)
где T* = T /274,1, температура T дана в K, давление P - в Пa , η 1 = 0,47 ; η 2 = - 1,59 ; η 3 = 1,26 ; η 4 = 1,26. Погрешность в диапазоне температур T = 300 - 1500 K не превышает 1,5 %, а при температуре T = 1500 - 2500 K не превышает 2,5 %.
Данные, приведенные в таблице ниже, рассчитаны по приведенным выше соотношениям. Кроме того, соотношение δ = β/ r используется для расчета коэффициента кинематической вязкости; γ = α/(H p r ) – для коэффициента температуропроводности , и ε = δ/γ– для числа Прандтля.
Значения теплоемкости Н в таблице ниже не приводятся, поскольку в исследуемом интервале температур она практически не изменяется и равна 0,16 Дж/(г·К).
