Kémia és kémia № 2 2018
Ha hibát talál az oldalon, jelölje ki, majd nyomja meg a Ctrl + Enter billentyűt
Az izzószálat a lámpákban magas hőmérsékleten melegítik, amelyek közel vannak a volfrám olvadáspontjához (3422 ° C). A volfrám, valamint a szén, amelyet az első lámpákban használtak, nem különbözik a kémiai aktivitástól szobahőmérsékleten, de egy piros-forró volfrám spirál (valamint egy szénszálas) pár másodpercen belül ég a levegőben. Ezt könnyen ellenőrizni lehet, ha az izzólámpát az izzó eltávolításával próbálja bekapcsolni [1].
A volfrámszál (spirál) nem égett, el kell különíteni a levegő hatásától. Az első lámpák vákuumot jelentettek. a lombikokból kiszivattyúzták a levegőt. A kémikusok nagyon jól tudják, hogy a vákuum alatt működő üvegedények sok bajt okozhatnak. Az üveg legkisebb károsodása vagy az üveg belsejében fellépő mechanikai igénybevétel - és egy ilyen hajó robbanhat.
A modern lámpákat argonnal vagy kripton és xenon keverékével töltik. Ez nem csupán biztonsági szempontból előnyös, hanem a lámpa élettartamának meghosszabbítása is. A lámpák égetésének fő oka a volfrám fokozatos elpárolgása a spirál felszínéről. Egy argon közegben vagy kripton és xenon keverékében az ilyen bepárlás lassabban fordul elő, mint vákuumban [K1].
A lámpa betöltésére szolgáló gáz azonban nyomás alatt van a légköri nyomás alatt. Valószínűleg ez azért van így, mert a lámpa működése közben a gáz belsejében lévő gáz felmelegszik, és a nyomás nő. A lámpa élettartamának meghosszabbítása érdekében a lámpa belsejében lévő nagynyomású lámpa hasznos, mivel ez csökkenti a volfrám elpárolgását, azonban kívánatos, hogy a nyomás ne növekedjen túlságosan, különben a falak nem élhetnek túl. "Ezért van a védőgáz a lámpák belsejében vákuum alatt."
Könnyű ellenőrizni, hogy a kikapcsolt lámpán belül a nyomás atmoszférikus, de elegendő a lámpát bekapcsolni, és a lámpa belsejében a nyomás magasabb lesz, mint a légköri nyomás [2].
Víztartály és fogó használatával bizonyítható, hogy a lámpaburában lévő gáz alacsony nyomású. És ha van egyensúly, akkor ez a nyomás mérhető. A kísérlet ötletét az egyik fórum résztvevői vetették fel, amikor a nátrium-nitrát elektrolízissel történő megvitatását vákuumlámpával végezték [3].
Az ötlet egyszerű: távolítsa el a lámpa kupakját a lámpából, a lámpa alsó részét vízbe engedje, majd a víz alatt lezárja a lezárt üvegcsövet. A víz a lombikba rohan, amíg a belső nyomás egyenlő a légköri nyomással. A vákuumcsövet teljesen fel kell tölteni vízzel, a lámpát csak ritkán gázzal kell leadni (minél erősebb az alacsonyabb nyomás az izzóban).
Ha a próbát megelőzően mérjük le a lámpát (a kupak nélkül), majd mérjük meg ismét - a lombik vízzel történő részleges feltöltése után tudjuk megismerni a lombikba szívó víz tömegét. És ennek következtében - a levegő mennyisége, hogy bejusson a lámpába, hogy a belső nyomás elérje a légköri nyomást.
A kísérlethez egy égetett lámpa is alkalmas.
A lámpatestet alaposan el kell távolítani - ellenkező esetben a lámpa falai károsodhatnak, vagy nagyobb valószínűséggel megsérülhetnek az üvegcsőben. Először előfordult, hogy a problémák nem merültek fel - maga a socle esett le (ukrán yakist és bodai.). A harmadik alkalommal nagyon óvatosan fűrészelt fűrészlapon fűrészeltem a peremvágót - mert amikor megpróbáltam eltávolítani a kupakot a második lámpából, brutális erővel és fogóval, eltörtem az üvegcsövet.
A lámpa alsó részét vízzel leengedte a kristályosítóba, és a fogazott csövet vízszintesen megtörte fogókkal (a hajlított fogó jól illeszkedik ehhez). A lámpa belseje felrobbantotta a vizet, és megtöltötte a lombik egy részét. Olyan gyorsan történt, hogy egyszerre nem vettem észre, és továbbra is fogó segítségével eke.
A második kísérlet során tintasugaras nyomtatóval színtelenítettem a kristályosítóban lévő vizet. Akár érdemes ezt tenni az egyértelműség kedvéért - nem tudom.
Egy üres lámpát lemért (előre), vízzel lemért egy lámpát, amelyet lombikba szívtak. Aztán vízzel feltöltötte a lámpa izzót, és újra lemért. A lámpa vízzel történő töltéséhez a felsõ belsõ részt (a forrasztott csõ alján) óvatosan kell lyukasztani egy huzalral - lyuk kialakításához. A legfontosabb dolog az, hogy nem szabad összetörni a lombikot (és ez könnyű: az üveg vékony).
A tömeg különbségével kiszámíthatjuk a lámpa izzóján belüli ritkításokat. A két lámpa esetében kicsi volt. A kísérlet adatait az alábbiakban adjuk meg.
Lámpa a kísérlet előtt (a kupak nélkül): 21,85 g
Lámpa a kísérlet után (részleges vízzel való töltés): 40,60 g
A lámpa teljesen fel van töltve vízzel: 115,05 g
A lámpába szívó víz (a ritkítás miatt):
40,60 - 21,85 = 18,75 g
A teljes töltöttségű lámpa vízmennyisége:
115,05 - 21,85 = 99,20 g
Nyomás a lámpa belsejében:
1 - 18,75 / 99,20 = 0,8110 atm.
Ie A lámpa belsejében a nyomás körülbelül 4/5 atmoszférikus.
Lámpa a kísérlet előtt (kupak nélkül): 24,55 g
Lámpa a kísérlet után (részleges vízzel való töltés): 44,65 g
Lámpa teljesen vízzel töltött: 113,50 gramm
A lámpába szívó víz (a ritkítás miatt):
44,65 - 24,55 = 20,10
A teljes töltöttségű lámpa vízmennyisége:
113,50 - 44,65 = 68,85
Nyomás a lámpa belsejében:
1 - 20,10 / 68,85 = 0,7080 atm. (A légköri nyomás 2/3-a)