Vi esta foto y se pregunta: el CO2 permanece sobre todo en una capa sobre el piso con el resto de la atmósfera de descanso en la parte superior, o ¿será rápidamente difuso en toda la habitación?
Este laboratorio está probablemente bien ventilado, pero supongo que no es. ¿Qué factores están implicados en una estimación de la parte posterior de la envolvente para determinar cómo rápidamente una cantidad determinada de CO2 sublimado se difundirá por toda la habitación?
La niebla que están viendo es la condensación de agua en la atmósfera, no sublimado $CO_2$. La niebla de agua se hace muy cerca de la ebullición de la superficie, y luego se hunde lentamente, exactamente igual que en la rainclouds. Por lo tanto, sólo porque usted puede ver la niebla que se ciernen sobre el suelo no significa que el $CO_2$ es confinado allí.
El $CO_2$ moléculas tienen una velocidad, en direcciones al azar, de aproximadamente el $\sqrt{\frac{3\,k_B\,T}{m}}$. Incluso en la sublimación de la temperatura ($195{\rm K}$), esto funciona a ser del orden de cientos de metros en un segundo. Incluso teniendo en cuenta que el camino libre medio, esto significa que el gas en la habitación se va a mezclar muy rápidamente, a pesar de la niebla.
Así que usted necesidad de asumir la $CO_2$ se distribuye uniformemente en el espacio para los cálculos de seguridad. Un kilogramo de las cosas que está cerca de 23 de lunares, o acerca de la $\frac{23\,R\,T}{P}\approx \frac{1}{2}{\rm m^3}$ a temperatura ambiente. En un $4{\rm m}\times 2{\rm m}\times 2.54{\rm m}$ sala, que asciende a cerca de $2.5\%$ por volumen. Aunque un kilogramo de ladrillo objeto de dumping en el agua de tomar algún tiempo para sublime, yo estaría duplicando esta como un margen de seguridad y diciendo que definitivamente necesitan fuertes, no de recirculación del ventilador de ventilación o ventanas abiertas en una pequeña oficina, habitación de tamaño.
La respuesta corta es por lo tanto una vez que llegue a la sublimación de la orden de los cientos de gramos en una oficina de una habitación de tamaño, usted necesita pensar acerca de ventilación con cuidado. Cuando hago esto para los niños en la escuela de mi hija (después de crear y probar una cámara de niebla), siempre me abra las ventanas.
El siguiente es en respuesta a usuario John Rennie comentario
A partir de la experiencia personal jugando con varios gases de su estimación de la mezcla de la tasa es demasiado optimista. En la ausencia de convección de la mezcla la mezcla de escala de tiempo es sorprendentemente larga es decir, decenas de minutos.
Vamos, fuera de interés, una mirada más de cerca. NO va a tener sobre la seguridad de cálculo. A partir del cálculo de la trayectoria libre media de deriva en Wikipedia bajo el "Camino Libre medio" , obtenemos:
$$\ell = \frac{k_{\rm B}T}{\sqrt 2 \pi d^2 p}$$
que es de la orden de decir $10^{-7}$ metros. La frecuencia de colisión es, por tanto, de la orden de $\ell/v \approx 300/10^{-7})\approx 3{\rm GHz}$.
Si pensamos en una Cartesiano componente del movimiento, la señal de que el movimiento es aleatorio con las colisiones. Por lo tanto, por el teorema central del límite (si hacemos la razonable suposición de que los signos están correlacionadas las variables aleatorias), el desplazamiento de la partícula después de $N$ colisiones es una variable aleatoria Gaussiana con una media de cero, pero con una varianza de la orden de $N\, \ell^2/4$. Al$\sigma=1{\rm m} = \sqrt{N}\ell/2$,$N\approx (2/10^{-7})^2\approx 4\times 10^{14}$. En un $3{\rm GHz}$ frecuencia de colisión, esto equivale a un par de horas.
Uno no debería depender de esto para los cálculos de seguridad, así que no creo que el de arriba tiene ninguna influencia en el espíritu de mi respuesta.
I-Ciencias es una comunidad de estudiantes y amantes de la ciencia en la que puedes resolver tus problemas y dudas.
Puedes consultar las preguntas de otros usuarios, hacer tus propias preguntas o resolver las de los demás.
