Re: stratificazione nelle miscele di gas

From: Soviet_Mario <Soviet_at_MIR.CCCP>
Date: Sun, 24 Jun 2007 09:38:29 GMT

Elio Fabri ha scritto:
> archimede ha scritto:
>> vi pongo una domanda sui gas: � noto (almeno credo) che una miscela di
>> gas sulla Terra si pu� stratificare in modo abbastanza netto (ad es.
>> il metano in una stanza tende ad accumularsi vicino il soffitto, ed
>> anche il vapore acqueo tende a salire verso il livello delle nubi);
> Non solo non mi e' noto, ma non credo sia vero.
>
> Nel caso del vapore acqueo e' sicuramente falso. Non confonderti col
> fatto che le nuvole si formano a una certa altezza: questo non dipende
> dall'esserci li' piu' vapore, ma solo dal fatto che li' la temperatura
> e' suff. bassa perche' il vapore sia saturo e quindi condensi.
> Infatti le nuvole *non sono vapore*, ma _nebbia_, ossia una sospensione
> (aerosol) di goccioline d'acqua o di cristallini di ghiaccio
> nell'aria.
>
> Quanto al metano, accadrebbe quello che dici solo se la sorgente di
> metano fosse in alto e se fossero trascurabili i moti convettivi.

beh, le obiezioni e le cautele dei casi citati sono indubbie,
tuttavia esistono casi eclatanti di gas che si stratificano
pacificamente anche senza troppi requisiti (ossia in condizioni
praticamente ottenibili).
L'idrogeno � un esempio tipico di gas che sale al punto da
renderlo travasabile tra conenitori capovolti, avendo un po' di
cura (e pur considerato che il fenomeno � "cinetico" e solo pi�
rapida della diffusione spontanea anche verso il basso, che pure
esiste).
Gas densi che affondano pure ce ne sono molti, a partire dai
vapori di idrocarburi tipo il butano, l'anidride solforosa e poi
il molto denso esafluoruro di zolfo.

In tutti i casi le stratitifazioni penso siano solo temporane
perch� l'atomsfera non ne contiene e non si instaura mai un
gradiente in equilibrio, ma le condizioni sono quelle tipiche di
un sistema aperto dove un drenaggio costante (per diffusione)
veloce o lento, alla fine disperde tutto il gas. Ma questo
avviene persino per la naftalina e lo iodio.

Sarebbe allora interessante (penso che l'hai gi� spiegato e
calcolato altrove, mi sembra di ricordarlo, ma non ricordo il
titolo del post) mostrare cosa avviene in un cilindro lungo e
stretto riempito stratificando cautamente dei gas vari e poi
tappandolo. Non ricordo pi� le conclusioni del tuo calcolo, che
considerava (o sbaglio ?) l'accelerazione di gravit�, la
temperatura e le masse molari (o le densit� ?) delle sostanze.
Mi pare avessi dimostrato che si formano necessariamente
gradienti ma che per quote piccole i gradienti sono molto
piccoli, ricordo bene ?
Non sono sicuro di ricordare se il risultato fosse generalissimo
o se in casi particolari ci potessero essere eccezioni rilevanti.
Ad es. un'atmosfera fatta di vapori di iodio o di
dimetilmercurio, come partner denso, e di idrogeno come partner
leggero, a 0� (o meno, tipo a -40�, per ridurre l'agitazione
termica media), potrebbe magari portare a un sensibile gradiente
stabile a tempo indeterminato anche in recipienti alti solo un
metro ?

>
>> volendo analizzare la situazione all'equilibrio, grazie alla legge
>> esponenziale di Boltzmann, e con l'ipotesi di gas perfetti, mi pare
>> sia impossibile prevedere una stratificazione cos� evidente;
> Infatti.

Non ci sono eccezioni salienti (tipo di gas con densit�
enormemente diverse)
ciao
Soviet
Received on Sun Jun 24 2007 - 11:38:29 CEST