» » Упругость пара, точка кипения и теплота парообразования
05.02.2015

Данные о температуре кипения марганца получены Гринвудом, а также Руффом и Бергдалем. Упругость пара над жидким марганцем измерена Бауром и Бруннером при восьми температурах между 1587 и 1987° К. Эти данные критически оценены Келли, который пришел к выводу, что результаты получены с приемлемой степенью точности и могут быть использованы для построения кривой упругости пара жидкого марганца.
Свободная энергия парообразования ΔF0 связана со свободными энергиями газовой фазы (F0—Н00)г и жидкой фазы (F0—H00)ж следующим выражением:
Упругость пара, точка кипения и теплота парообразования

где F0 связана с упругостью пара P:
Упругость пара, точка кипения и теплота парообразования

Свободные энергии могут быть рассчитаны по приведенным выше термодинамическим данным, а также по экспериментально установленным значениям удельной теплоемкости при низкой температуре. Отсюда следует, что если ΔН0 известно, то свободная энергия парообразования и упругость пара могут быть рассчитаны для целого интервала температур, в котором известны значения теплосодержания и энтропии.
Упругость пара, точка кипения и теплота парообразования

Келли использовал значения упругости пара, приведенные в работе Баура и Бруннера, и подсчитал значения ΔН0 (см. табл. 30); среднее значение ΔH0 оказалось равным 67930 кал/мол. Келли использовал эту величину и рассчитал упругость пара — см. табл. 31 и рис. 45. Расчеты показали, что значения Баура и Бруннера для двух самых высоких температур несколько завышенные.
Упругость пара, точка кипения и теплота парообразования

Температура кипения, определенная по этим данным, равна 2095° С; это выше, чем значения, данные Кроллем и Гринвудом и равные 1900 и 1850° соответственно. Теплота парообразования при точке кипения равна 53,7 ккал/мол, а энтропия парообразования 22,68. Уравнение для упругости пара имеет следующий вид:
Упругость пара, точка кипения и теплота парообразования

Келли приводит также уравнения для теплоты и свободной энергии парообразования и сублимации различных форм марганца:
Упругость пара, точка кипения и теплота парообразования

Баукло и Алтланд нашли, что истинная упругость пара марганца растет при наличии сильного электрического поля. Их эксперименты проводились при вакууме 0,2 мм рт. ст. Электрическое поле создавалось вторичной обмоткой индукционной катушки, окружающей кварцевую трубку, в которой производились измерения. Вторичное напряжение индукционной катушки было 50 кв. При низких температурах кажущаяся упругость пара в электрическом поле была намного выше истинной упругости пара (без наложения поля), однако разница между этими значениями уменьшалась по мере повышения температуры. Если при 800° превышение упругости пара в электрическом поле над истинным значением составило 100 %, то при 900° оно уменьшилось до 70%, а при 1000° только до 10%.
Баукло и Юлингер изучали парообразование марганца на чистых железомарганцевых сплавах и на марганцовистых сталях. Эксперименты проводились в вакууме 0,05—1 мм рт ст. при 800; 900 и 1000°. Железомарганцовистые сплавы имели различное содержание марганца в интервале 1,39 и 21,9%, Парообразование марганца во всех случаях проходило с пониженной скоростью, но ощутимые количества улетучивались в течение 5 час. Так, например, после пятичасовой выдержки при 1000° улетучивалось 15—20% марганца из сплавов, содержащих от 5 до 16% Mn.
Наличие в сталях до 1,3% С не уменьшило скорости парообразования; последняя, однако, снижается, если эксперименты проводятся в струе водорода.