Какие фракции в паровой струе 2-й ступени диффузионного насоса?

Для решения этого вопроса необходимо рассмотреть принцип фракционирования рабочей жидкости в многоступенчатом диффузионном насосе. Вопрос: Какие фракции (легкие или тяжелые) формируют паровую струю во второй ступени диффузионного насоса? Правильный ответ: Средние. Объяснение для записи в тетрадь: В современных диффузионных насосах используется принцип самоочистки (фракционирования) масла. Кипятильник устроен так, что разные фракции масла попадают в разные ступени сопел: 1. Нижняя ступень (ближайшая к форвакуумному выходу): Здесь испаряются самые легкие фракции масла. Они имеют наибольшее давление насыщенных паров и первыми закипают при движении масла от периферии к центру кипятильника. 2. Средние ступени (включая вторую): Сюда поступает масло, из которого уже испарились самые легкие компоненты. Здесь испаряются средние фракции. 3. Верхняя ступень (высоковакуумная, самая дальняя от дна): В центральную трубку, ведущую к верхнему соплу, попадает только самое чистое масло, состоящее из тяжелых фракций с наименьшим давлением насыщенных паров. Это необходимо для достижения максимально глубокого вакуума. Таким образом, распределение идет от легких фракций на выходе к тяжелым на входе. Вторая (промежуточная) ступень формируется средними фракциями. С точки зрения термодинамики, фракционирование основанно на законе Рауля, где парциальное давление \( P_i \) компонента зависит от его мольной доли \( x_i \) и давления паров чистого компонента \( P_i^0 \): \[ P_i = x_i \cdot P_i^0 \] В процессе течения масла по зонам нагрева происходит последовательное испарение компонентов с разной температурой кипения.