Газопроницаемость

ГАЗОПРОНИЦАЕМОСТЬ, способность твёрдых тел пропускать газовые потоки при наличии перепада давления. Газопроницаемость относится к переноса явлениям и вызывается градиентом химического потенциала. В зависимости от структуры твёрдого тела и величины перепада давления различают три основных механизма газопроницаемости: диффузионный поток, молекулярную эффузию и ламинарный поток.

Диффузионный поток определяет газопроницаемость твёрдых тел при отсутствии пор (например, газопроницаемость полимерных плёнок и покрытий). В этом случае газопроницаемость обеспечивается за счёт растворения газа в пограничном слое тела, диффузии его через тело и выделения газа с противоположной стороны. Молекулярной эффузией называется прохождение газа через систему пор, диаметр которых мал по сравнению со средней длиной свободного пробега l молекул газа. Ламинарное течение газа через твёрдое тело имеет место при наличии в теле пор, диаметр которых значительно превышает l. При дальнейшем увеличении диаметра пор и переходе к крупнопористым телам (например, тканям) газопроницаемость описывается законами истечения из отверстий. газопроницаемость веществ определяется коэффициентом проницаемости Р [измеряется в м⁴/(с?Н) или см²/(с?ат); 1 см²/(с?ат) = 1,02·10^-9 м⁴/(с?Н)], то есть объёмом газа, прошедшего за 1 с через единичную площадку, перпендикулярную направлению потока газа, при перепаде давления, равном единице. Коэффициенты Р различны для разных газов, поэтому вещества обычно сравнивают по их коэффициентам водородопроницаемости. Неорганические твёрдые материалы обладают малой газопроницаемостью [порядка 10^-18- 10^-12 см²/(с?ат)], стёкла и полимерные плёнки - более высокой газопроницаемостью [порядка 10^-15-10^-5 см²/(с?ат)], жидкости - ещё большей [порядка 10^-7—10^-3 см²/(с?ат)]. Полимеры имеют широкий диапазон газопроницаемости (смотри Газопроницаемость полимеров).