Как разделить смесь состоящую из гелия - 3(³He), гелия - 4, дейтерия(D), аргона(Ar), неона(Ne), азота(N2) и водорода(H2)?

Физика | 10 - 11 классы

Как разделить смесь состоящую из гелия - 3(³He), гелия - 4, дейтерия(D), аргона(Ar), неона(Ne), азота(N2) и водорода(H2)?

(при этом на выходе должна собираться смесь гелия - 3 и дейтерия, остальные продукты нужно удалить из смеси).

Ответить на вопрос
Ответы (1)
Shchepelev 20 февр. 2020 г., 05:56:39

Такое разделение позволят осуществить фракционная дистилляция при помощи низкотемпературного дефлегматора.

Важно понимать, что перечисленные в задании газы имеют различную температуру сжижения / кипения $T_S$ и кристаллизации / плавления $T_F .$ Эти температуры составляют, соответственно :

$H_2 : : : T_S \approx 20.28 K ; T_F \approx 14.01 K ;$ водород

$He^3 : : : T_S \approx 3.19 K ; ~$ гелий - 3 – сверхтекучее вещество.

$He : : : T_S \approx 4.215 K ; ~$ гелий – сверхтекучее вещество.

$D_2 : : : T_S \approx 23.65 K ; T_F \approx 18.65 K ;$ дейтерий в форме тяжёлого молекулярного водорода.

$Ne : : : T_S \approx 27.1 K ; T_F \approx 24.55 K ;$ неон.

$N_2 : : : T_S \approx 77 K ; T_F \approx 63 K ;$ азот.

$Ar : : : T_S \approx 87 K ; T_F \approx 83 K ;$ аргон.

1. После снижения температуры камеры дефлегматора до $24 K$ – неон [img = 10] азот [img = 11] и аргон [img = 12] кристаллизуются и из камеры можно будет выпустить в отдельный отсек смесь газов, состоящую из водорода [img = 13] гелия - 3 [img = 14] обычного гелия [img = 15] и молекулярного дейтерия [img = 16]

2.

Новую смесь, полученную в первой перегонке необходимо охладить в камере дефлегматора до температуры около [img = 17] Дейтерий [img = 18] при этом превратиться в кристаллы, а обычный водород [img = 19] – станет жидким.

Остаётся слить жидкий водород из камеры и переходить к третьей перегонке.

3. Почти готовую смесь дейтерия [img = 20] гелия - 3 [img = 21] и обычного гелия [img = 22] в третьей стадии низкотемпературной дефлегмации необходимо охладить до [img = 23] после чего обычный, более тяжёлый, гелий окажется сжиженным, и его можно будет слить, так что в камере останутся только кристаллы дейтерия [img = 24] и газообразный гелий - 3 [img = 25] что и требуется по условию задачи.

Далее смесь можно перевести к необходимым температурам.

Необходимо понимать, что достижение столь низких температур – высоко - энерго - затратно.

Layk 13 июл. 2020 г., 21:18:16 | 10 - 11 классы

Молярная масса гелия форму пожалуйста очень нужно )))Массу атомов Гелия формулу ?

Молярная масса гелия форму пожалуйста очень нужно )))Массу атомов Гелия формулу ?

Daryushkadashka 17 дек. 2020 г., 22:14:56 | 10 - 11 классы

Найти показатель адиабаты для смеси газов состоящей из 42 г гелия и 91 г водорода?

Найти показатель адиабаты для смеси газов состоящей из 42 г гелия и 91 г водорода?

Twixa92 12 мар. 2020 г., 23:13:07 | 5 - 9 классы

Гелий, находящийся в плотно закрытом сосуде, нагрели?

Гелий, находящийся в плотно закрытом сосуде, нагрели.

Как изменится давление гелия?

Сипа 3 мая 2020 г., 22:24:04 | 10 - 11 классы

В сосуде объема V = 180л находится смесь?

В сосуде объема V = 180л находится смесь.

, состоящая из 2 молей гелия и некоторого количества неона.

Если температура смеси равна Т = 390 К, а давление в сосуде равно 90 кПа, то число молей неона в смеси равно.

Lolka0761 9 дек. 2020 г., 14:01:36 | 5 - 9 классы

Плотность газа, состоящего из смест гелия и аргона, 2кг / м3 при давлении 150кПа и температура 27градус?

Плотность газа, состоящего из смест гелия и аргона, 2кг / м3 при давлении 150кПа и температура 27градус.

Сколько атомов гелия содержится в газовой смеси объемом 1см3?

Kristj106 14 янв. 2020 г., 22:12:02 | 10 - 11 классы

Масса гелия в сосуде равна 4 г?

Масса гелия в сосуде равна 4 г.

Сколько атомов гелия находится в сосуде?

(молярная масса гелия 4 г / моль).

Дашенька14 14 нояб. 2020 г., 17:45:22 | 10 - 11 классы

Определите массу гелия 2, 4 * 10 в 25 степени молекул гелия?

Определите массу гелия 2, 4 * 10 в 25 степени молекул гелия.

Туменчик 19 окт. 2020 г., 00:01:47 | 10 - 11 классы

В баллоне емкостью 30 л содержится смесь водорода и гелия при температуре 17 С и давлении 1 МПа?

В баллоне емкостью 30 л содержится смесь водорода и гелия при температуре 17 С и давлении 1 МПа.

Масса смеси 30 г.

Найти (в г) массу водорода и массу гелия.

Gabitsovet 12 сент. 2020 г., 17:47:30 | 10 - 11 классы

Какой объем занимает смесь азота масса 1кг и гелия массой 1 кг при нормальных условиях?

Какой объем занимает смесь азота масса 1кг и гелия массой 1 кг при нормальных условиях?

(Р = 10 ^ 5, Т = 273 К).

Nastasiaaaaa11111 15 июн. 2020 г., 05:18:03 | 10 - 11 классы

Смесь двух газов состоит из гелия массой m1 = 5 г и водорода массой m2 = 2 г?

Смесь двух газов состоит из гелия массой m1 = 5 г и водорода массой m2 = 2 г.

Найти отношение теплоемкостей Сp / Сv этой смеси.

На этой странице сайта вы найдете ответы на вопрос Как разделить смесь состоящую из гелия - 3(³He), гелия - 4, дейтерия(D), аргона(Ar), неона(Ne), азота(N2) и водорода(H2)?, относящийся к категории Физика. Сложность вопроса соответствует базовым знаниям учеников 10 - 11 классов. Для получения дополнительной информации найдите другие вопросы, относящимися к данной тематике, с помощью поисковой системы. Или сформулируйте новый вопрос: нажмите кнопку вверху страницы, и задайте нужный запрос с помощью ключевых слов, отвечающих вашим критериям. Общайтесь с посетителями страницы, обсуждайте тему. Возможно, их ответы помогут найти нужную информацию.