Будет ли газ храниться вечно в «идеальной» колбе?

Я задавался вопросом о пористости материалов, я знаю, что, например, воздух выходит из шин / баллонов, потому что (помимо огромных зазоров в области контакта обода / узла) они сделаны из пористого материала, но он имеет ничего общего с молекулами, потому что пористость проявляется в гораздо большем масштабе.

Теперь предположим, что у нас есть колба из твердого материала, и скажем, она «идеальна», я имею в виду, что молекулы идеально выровнены, и она имеет нормальную толщину около 1 мм, если мы наполним эту колбу газом. и поместите его в вакуумную камеру*, не выйдет ли газ со временем? Я не знаю, есть ли у всех элементов «выравниваемые» молекулы, но идея у вас есть.

*-скажем, это инертная камера, без гравитации, радиации и прочего.

У меня есть несколько возможностей, о которых я мог подумать:

  • Это зависит от размера молекулы газа и зазоров между молекулами на твердом материале. Если подойдет, то да.
  • Это невозможно, потому что силы, удерживающие молекулы на твердом материале вместе, также препятствуют проникновению молекул газа через него.
  • Если вышесказанное верно, через некоторое время сама колба распадется (?) в зависимости от того, насколько сильна сила, удерживающая молекулы вместе. Я знаю, что в нормальных условиях объекты всегда «теряют» молекулы, но произойдет ли это и в этой гипотетической камере?
Это во многом зависит от газа, температуры и материала колбы. Когда вам действительно нужно что-то газонепроницаемое, гелий — ужасно раздражающий маленький атом. Даже через дюймы нержавеющей стали можно обнаружить следовые количества гелия. Короче говоря, на предложенные вами ответы: да (газ и материал колбы имеют значение), на самом деле нет (силы могут удерживать материалы вместе, допуская при этом несовершенства, и даже без этого газы могут туннелировать) и да (даже вольфрам имеет конечное давление пара).
Спасибо. Я думаю, что со временем все каким-то образом «исчезнет». Даже идеальный алмаз в абсолютно инертной среде.

Ответы (1)

Все методы измерения температуры ледяных кернов в прошлые тысячелетия из газа, заключенного в пузырьках во льду, и измерения концентрации зависят от того факта, что проницаемость мала даже в несовершенных контейнерах, таких как лед в ледниках.

Таким образом, ответ на вопрос «как долго» будет зависеть от точных материалов, геометрии и температуры, и в любом случае газ исчезнет, ​​если вы подождете достаточно долго , а это больше, чем несколько миллионов лет. Конечно, происходит сублимация молекул колбы, которая в конечном итоге сделает дырки, независимо от того, насколько совершенен материал, но также и квантово-механический « туннельный эффект» сыграет свою роль, если время будет достаточно долгим.

Было бы интересно увидеть некоторые реальные оценки скорости туннелирования в этом случае (это, конечно, было сделано, но я не слишком много знаю о cond-mat).
Будет ли газ храниться вечно в «идеальной» колбе?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v