Chimie și chimie № 2 2018

Dacă găsiți o eroare pe pagină, selectați-o și apăsați pe Ctrl + Enter

Filamentul din lămpi este încălzit la temperaturi ridicate, care sunt aproape de punctul de topire al tungstenului (3422 ° C). Tungsten, precum și cărbune, care a fost utilizat în primele lămpi, nu diferă în ceea ce privește activitatea chimică la temperatura camerei, totuși spiralele de tungsten încălzite (precum și filamentul de carbon) ard în aer în câteva secunde. Acest lucru poate fi verificat cu ușurință prin încercarea de a activa lampa incandescență cu becul îndepărtat [1].

Pentru a filamentul de tungsten (spirala) nu este ars, acesta trebuie izolat de acțiunea aerului. Primele lămpi au fost vidate, adică din flacoane, aerul a fost pompat. Chimistii stiu foarte bine ca vasele de sticla care lucreaza sub vid pot cauza multe probleme. Cea mai mică deteriorare a sticlei sau a stresului mecanic din interiorul sticlei - și un astfel de vas poate exploda.

Lămpile moderne sunt umplute cu argon sau un amestec de krypton și xenon. Acest lucru este benefic nu numai din punctul de vedere al siguranței, ci și pentru a prelungi durata de viață a lămpii. Principalul motiv pentru care lămpile arde este evaporarea treptată a tungstenului de pe suprafața spiralei. Într-un mediu de argon sau un amestec de krypton cu xenon, această evaporare are loc mai lent decât într-un vid [K1].

Cu toate acestea, gazul care umple lampa este sub presiune sub presiunea atmosferică. Probabil, acest lucru se întâmplă deoarece, în timpul funcționării lămpii, gazul din interiorul becului este încălzit și presiunea crește. Pentru a prelungi durata de viață a lămpii, presiunea ridicată în interiorul becului este utilă, deoarece aceasta va reduce evaporarea tungstenului, totuși este de dorit ca presiunea să nu crească prea mult, altfel pereții nu pot supraviețui. "De aceea gazul de protecție din interiorul lămpilor este sub vid."

Este ușor de verificat dacă în interiorul lămpii deconectate, presiunea este sub atmosferă, însă este suficient să aprindeți lampa, iar presiunea din interiorul becului va deveni mai mare decât presiunea atmosferică [2].

Folosind un recipient de apă și clești, se poate demonstra că gazul din interiorul becului este sub presiune scăzută. Și dacă există un echilibru, această presiune poate fi măsurată. Ideea experimentului a fost determinată de unul dintre participanții la forum, când sa discutat despre obținerea de sodiu prin electroliză a azotatului de sodiu cu ajutorul unui bec cu vid [3].

Ideea este simplă: scoateți capacul lămpii de la lampă, înmuiați partea inferioară a lămpii într-un vas cu apă, deschideți tubul de sticlă etanș sub apă, care este folosit pentru pomparea gazului din bulb (este sub capac). Apa intră în balon - până când presiunea internă este egală cu presiunea atmosferică. Tubul de vid trebuie umplut cu apă complet, lampa cu gaz rarefiat numai parțial (cu atât mai mare este presiunea din interiorul becului).

Dacă se cântărește lampa (fără capac) înainte de experiment și apoi se cântărește din nou - după umplerea parțială a balonului cu apă, putem afla masa de apă care a fost aspirată în balon. Și, prin urmare - volumul de aer care trebuia să intre în lampă, astfel încât presiunea internă să atingă presiunea atmosferică.

Pentru experiment, o lampă arsă este de asemenea potrivită.

Baza lămpii trebuie îndepărtată cu atenție - în caz contrar, pereții bulbului pot fi deteriorați sau, mai probabil, deteriorați de tubul de sticlă. Pentru prima dată, problemele nu au apărut - soclul în sine a căzut (yakist ucrainean și bodai.). A treia oară mi-am tăiat cu grijă soclul pe perimetru cu o lamă de ferăstrău - pentru că atunci când am încercat să scot capacul de la a doua lampă cu ajutorul forței și cleștelor brute, am spart tubul de sticlă.

El a coborât partea de jos a lămpii în cristal cu apă și a zdrobit tubul etanș sub apă cu clești (clești curbuiți bine pentru acest lucru). Interiorul lămpii a adus apă și a umplut o parte din vas. Sa intamplat atat de repede incat nu am observat imediat si am continuat sa plug cu clești.

În timpul celui de-al doilea experiment, am colorat apa din cristal cu cerneală pentru o imprimantă cu jet de cerneală. Indiferent dacă merită să faceți acest lucru pentru claritate - nu știu.

Cântărit o lampă goală (în avans), cântărit o lampă cu apă, care a fost aspirat într-un balon. Apoi a umplut becul lămpii cu apă și a cântărit din nou. Pentru a umple lămpile cu apă, partea interioară superioară (la baza tubului sudat) trebuie să fie gravată ușor cu un fir - pentru a forma o gaură. Principalul lucru nu este să zdrobiți flaconul în sine (și acest lucru este ușor: sticla este subțire).

Prin diferența de masă, se poate calcula rărirea care se afla în interiorul becului lămpii. În cazul celor două lămpi pe care le-am folosit, sa dovedit a fi mică. Datele experimentului sunt date mai jos.

Lampă înainte de experiment (fără capac): 21,85 g

Lampa după experiment (umplere parțială cu apă): 40,60 g

Lampa umpluta complet cu apa: 115,05 g

Masa de apă care a fost aspirată în lampă (datorită scurgerii):
40,60 - 21,85 = 18,75 g

Masa apei într-o lampă complet umplută:
115,05 - 21,85 = 99,20 g

Presiune în interiorul lămpii:
1 - 18,75 / 99,20 = 0,8110 atm.

Ie Presiunea din interiorul lămpii este de aproximativ 4/5 atmosferice.

Lampa înainte de experiment (fără capac): 24,55 g

Lampa după experiment (umplere parțială cu apă): 44,65 g

Lampa umpluta complet cu apa: 113,50 grame

Masa de apă care a fost aspirată în lampă (datorită scurgerii):
44,65 - 24,55 = 20,10

Masa apei într-o lampă complet umplută:
113,50 - 44,65 = 68,85