Повышенное и пониженное давление реферат
Выполнил:
Богданов Андрей
11лет
Руководитель:
Якушкина Наталия Викторовна,
учитель физики
г. Ахтубинск
Астраханская область
Исследовательская работа
по физике по теме:
«Влияние атмосферного давления на здоровье человека».
.
Содержание
I. Введение…………………………………………………………………… | 3 |
II. Основная часть. Глава 1. Состояние вопроса исследования по данным литературы…….. | 4 |
1.1. Немного истории……………………………………………………… | 4 |
1.2.Атмосферное давление, что это?…………………………………………………. | 4 |
1.3. Зачем измеряют атмосферное давление?……………………………………… | 4 |
Глава 2. Влияние колебаний атмосферного давления на организм человека…………………………………………………………………….. | 5-6 |
2.1. Что происходит при снижении атмосферного давления?…………….. | 5 |
2.2. Что происходит при повышении атмосферного давления?…………… | 5-6 |
Глава 3. Проведение исследования и выводы……………………………. | 7-12 |
3.1. Общая характеристика проведения исследования………………….. | 7-10 |
3.2.Результаты исследования и выводы………………………………….. | 10-12 |
IIII. Заключение…………………………………………………………………. | 13 |
IV. Список использованной литературы и интернет — ресурсов.……………………………………. | 14 |
Гипотеза: Атмосферное давление влияет на организм и самочувствие человека?
Цель моей исследовательской работы — выяснить, есть ли взаимосвязь между самочувствием людей и значением атмосферного давления воздуха, а также изменением данного давления.
Задачи работы: Провести анализ литературы и других источников по рассматриваемому вопросу. Выяснить, какое влияние оказывает атмосферное давления на самочувствие и здоровье человека, какие люди больше подвержены влиянию колебаний атмосферного давления.
Объект исследования — люди разных возрастных категорий (от 10 лет до 50лет), с разным состоянием здоровья.
Предметом исследования являются атмосферное давление, его влияние на самочувствие и здоровье человека.
Введение.
Человек – это неотъемлемая часть природы!
Все в этом мире имеет четкую взаимосвязь, различные явления образуют некий баланс. Я хочу изучить связь между погодными условиями и самочувствием человека.
Некоторые люди, часто перемещаясь во временных и климатических поясах (частые перелеты), постоянно меняют климат и чувствуют себя при этом очень комфортно. Другие же, напротив, просто отдыхая, ощущают малейшие колебания температуры и атмосферного давления, что в свою очередь отрицательно сказывается на их самочувствии – именно эта чувствительность к изменениям погодных условий, называется метеозависимостью.
Метеозависимые люди или люди – «барометры» – это чаще всего больные, страдающие заболеваниями сердечно сосудистой системы, часто и помногу работающие, постоянно переутомляющиеся и не достаточно отдыхающие.
К метеозависимым, можно отнести людей с заболеваниями атеросклероза сосудов сердца, головного мозга и нижних конечностей, больных с заболеваниями дыхательной системы, опорно-двигательного аппарата, аллергиков и больных неврастенией.
Какие же факторы влияют на самочувствие человека? Для полноты описания атмосферной среды, непосредственно влияющей на человеческий организм, необходимо учитывать следующие факторы: температуру воздуха, влажность, давление, скорость ветра, потоки солнечной радиации , длинноволновую солнечную радиацию, осадки, состав воздуха атмосферное электричество, атмосферную радиоактивность, дозвуковой шум.
Основная часть
Сообщая по телевидению или по радио о погоде, дикторы и ведущие в конце обычно сообщают: атмосферное давление 750 мм ртутного столба (или 747, или 756…). Но многие ли понимают, что это значит, и откуда синоптики берут эти данные? В своей работе я хочу рассказать о том, как измеряют атмосферное давление, как оно изменяется и влияет на человека.
1.1. Немного истории
Первым атмосферное давление измерил итальянский ученый Эванджелиста Торричелли в 1643 году. Развивая учения Галилея, Торричелли после долгих опытов, доказал, что воздух имеет вес, и давление атмосферы уравновешивается столбом воды в 32 фута, или 10.3м. Он пошел в своих исследованиях ещё дальше и позже изобрел прибор для измерения атмосферного давления — барометр.
1.2. Атмосферное давление, что это?
Атмосферное давление — давление атмосферного воздуха на находящиеся в нем предметы и на земную поверхность. В каждой точке атмосферы атмосферное давление равно весу вышележащего столба воздуха с основанием, равным единице площади. С высотой атмосферное давление убывает. В соответствии с международной системой единиц (система СИ) основной единицей для измерения атмосферного давления является гектопаскаль (гПа), однако, в обслуживании ряда организаций разрешается применять старые единицы: миллибар (мб) и миллиметр ртутного столба (мм рт.ст.). Нормальным атмосферным давлением (на уровне моря) принято значение 760 мм ртутного столба (мм. рт. ст.) при температуре 0 градусов по С.
1.3. Зачем измеряют атмосферное давление?
Измеряют атмосферное давление для того, чтобы с большей вероятностью предсказать возможное изменение погоды. Существует прямая связь между изменениями давления и изменениями погоды. Рост или понижение атмосферного давления с некоторой вероятностью может служить признаком изменения погоды.
Для того, чтобы человеку было комфортно, атмосферное давление должно быть равно 750 мм. рт. столба.
Если атмосферное давление отклоняется, хоть на 10 мм, в ту или иную сторону, человек чувствует себя не комфортно и это может сказаться на его состоянии здоровья.
Человек, попадая в пространство, где давление значительно ниже атмосферного, например, на высокие горы или при взлёте или посадки самолёта, нередко испытывает боль в ушах и даже во всём теле. Наружное давление быстро уменьшается, воздух находящийся внутри нас, начинает расширяться, производит давление на различные органы и вызывает боль
При увеличении давления происходит усиленное поглощение газов жидкостями тела, а при его уменьшении — выделение растворенных газов. При быстром уменьшении давления вследствие интенсивного выделения газов кровь как бы закипает, что приводит к закупорке сосудов, нередко со смертельным исходом.
2.1. Что происходит при снижении атмосферного давления?
При снижении атмосферного давления, повышается влажность воздуха, возможны осадки и повышение температуры воздуха.
Первыми, снижение атмосферного давления чувствуют на себе люди с пониженным артериальным давлением (гипотоники), «сердечники», а также люди имеющие заболевания органов дыхания.
Чаще всего появляется общая слабость, затрудненный вдох, чувство нехватки воздуха, возникает одышка.
Понижение атмосферного давления, особенно остро и болезненно ощущают люди, имеющие высокое внутричерепное давление. У них обостряются приступы мигрени. В пищеварительном тракте, тоже не все в порядке – появляется дискомфорт в кишечнике, за счет повышенного газообразования.
2.2. Что происходит при повышении атмосферного давления?
Когда повышается атмосферное давление, погода становится ясной и не имеет резких перепадов влажности и температур.
При повышении атмосферного давления, ухудшается самочувствие у гипертоников, больных страдающих бронхиальной астмой и аллергиков.
Когда погода становится безветренной, в городском воздухе увеличивается концентрация вредных промышленных примесей, которые являются раздражающим фактором для людей с заболеваниями дыхательных органов.
Частыми жалобами являются головные боли, недомогание, боль в сердце и снижение общей трудоспособности. Повышение атмосферного давления негативно влияет на эмоциональный фон и зачастую выступает основной причиной сексуальных расстройств.
Еще одной отрицательной характеристикой повышенного атмосферного давления, является снижение иммунитета. Это объясняется тем, что повышение атмосферного давления, понижает количество лейкоцитов в крови, и организм становится более уязвимым, для различных инфекций.
3.1. Общая характеристика проведения исследования.
Проанализировав изменения атмосферного давления и температуры воздуха, я построил соответствующие графики.
График атмосферного давления с период с 20 по 29 февраля 2012 года. (рис.1)
График температуры воздуха в период с 20 по 29 февраля 2012 года. (рис.2)
Я провел опрос среди учащихся, их родителей и учителей школы.
Участникам опроса было предложено ответить на следующие вопросы (варианты ответов указаны в скобках).
1. Ваш пол? («мужской», «женский»)
2. Ваш возраст? («10- 20 «, «20-30», «30-40», «40-50»)
3. У Вас чаще бывает повышенное или пониженное кровяное давление? («не выбрано (здоровый)», «пониженное», «повышенное»)
4. Как Вы себя чувствуете в течение последних 5-7 дней? («очень плохо», «хуже, чем обычно», «нормально», «самочувствие отличное»)
5. Склонны ли Вы соотносить самочувствие с переменами погоды? («затрудняюсь ответить», «они не зависят друг от друга», «скорее всего, это так», «определенно, взаимосвязь есть»)
По результатам ответов на первый и второй вопрос мы построили соответствующие диаграммы (рис.3),
(рис.4)
При ответе на третий вопрос (о предрасположенности респондентов иметь отклонения от нормального кровяного давления) яполучил следующие данные: (рис.5)Большое количество гипотоников — женщины, а гипертоников — мужчины. Число здоровых людей распределилось почти одинаково .
На следующий вопрос о самочувствии в последние несколько дней мнение опрашиваемых разделилось. (рис.6)
При ответе на вопрос, есть ли какая-нибудь взаимосвязь между самочувствием человека и давлением воздуха, все признают ее наличие (рис.7)Распределение по мужчинам и женщинам здесь примерно одинаковое. Затруднялись дать ответ на данный вопрос учащиеся от 10 до 20 лет.
3.2.Результаты исследования и выводы.
Рассмотрю процентное отношение плохо чувствовавших себя людей среди гипотоников, гипертоников и условно здоровых людей (рис.8)
Перед тем, как подвести итоги проделанной работы, мне бы хотелось обратить внимание на рекомендации врачей:
Как себе помочь при понижении атмосферного давления?
· Важным моментом является нормализация своего артериального давления и поддержание его на привычном (нормальном) уровне.
· Пейте больше жидкости (чай зеленый, с медом)
· В эти дни не отказывайтесь от утреннего кофе
· В эти дни не стоит отказываться от утреннего кофе
· Принимайте настойки женьшеня, лимонника, элеутерококка
· После рабочего дня примите контрастный душ
· Ложитесь спать раньше обычного времени
(слайд 22), (слайд 23)
Как себе помочь при повышении атмосферного давления?
· Сделайте легкую утреннюю зарядку
· Примите контрастный душ
· Утренний завтрак должен содержать больше калия (творог, изюм, курага, бананы)
· Не переедайте в течение дня
· Если у Вас повышенное внутричерепное давление, примите заранее лекарственные препараты, которые назначил Вам невропатолог
· Поберегите свою нервную и иммунную систему – не начинайте важных дел в этот день
· Постарайтесь провести этот день с минимальными затратами физических сил и эмоций, потому как Ваше настроение будет оставлять желать лучшего
· По приходу домой отдохните, минут 40, займитесь повседневными делами и постарайтесь пораньше лечь спать.
1) Решена поставленная задача: обнаружено влияние атмосферного давления на самочувствие и здоровье человека.
2)Удалось получить фактическую информацию о влиянии атмосферного давления на организм человека.
3)В результате натурных экспериментальных исследований получен научный материал в виде графиков.
Вывод: Самочувствие абсолютного большинства людей напрямую зависит от атмосферного давления (даже при условии небольшого колебания). Изменение давления может сказываться на организме, он обязательно должен реагировать на резкие изменения внешних условий.
Изменения атмосферного давления неодинаково сказываются на самочувствии разных людей. У здорового человека при изменении атмосферного давления происходит своевременное подстраивание физиологических процессов в организме к изменившимся условиям окружающей среды. В результате усиливается защитная реакция, и здоровые люди практически не ощущают его отрицательного влияния. У больного человека приспособительные реакции ослаблены, поэтому организм теряет способность быстро подстраиваться.
Заключение.
Данные, полученные в ходе проведенной работы, позволяют сделать вывод о зависимости самочувствия человека от изменения атмосферного давления. На организм человека влияет как пониженное, так и повышенное атмосферное давление.
В тканевой жидкости и в тканях организма растворено очень большое количество газов. При повышенном давлении газы не успевают выделиться из организма. Так как их растворимость в крови при переходе от повышенного давления к нормальному понижается, то в крови появляются газовые пузырьки; последние могут привести к эмболии сосудов, т.е. закупорке их пузырьками газа. Углекислота и кислород как газы, которые химически связываются кровью, представляют меньшую опасность, чем азот, который, хорошо растворяясь в жирах и липоидах, накапливается в большом количестве в мозгу и нервных стволах, особенно богатых этими веществами. Для особо чувствительных людей повышенное атмосферное давление может сопровождаться болями в суставах и рядом мозговых явлений: головокружением, рвотой, одышкой, потерей сознания.
При пониженном атмосферном давлении отмечается учащение и углубление дыхания, учащение сердечных сокращений (сила их более слабая), некоторое падение кровяного давления, наблюдаются также изменения в крови в виде увеличения количества красных кровяных телец.
С понижением атмосферного давления понижается и парциальное давление кислорода, поэтому при нормальном функционировании органов дыхания и кровообращения в организм поступает меньшее количество кислорода. В результате этого кровь недостаточно насыщается кислородом и не обеспечивает в полном объеме доставку его органам и тканям, что приводит к кислородному голоданию.
При этом важную роль в профилактике играет тренировка и закаливание организма. Необходимо заниматься спортом, систематически выполнять ту или иную физическую работу. Питание при пониженном атмосферном давлении должно быть высококалорийным, разнообразным и богатым витаминами и минеральными солями. При повышенном давлении рекомендуется больше отдыхать, не торопясь, медленно подниматься на этажи.
Литература:
1.Зорин Н.И., элективный курс «Элементы биофизики» — М., «Вако», 2007г.
2..Волков В.А, С.В. Громова, Поурочные разработки по физике,7кл. – М. «Вако», 2005г.
3. Материал из Интернета :
CRC Handbook of Chemistry and Physics by David R. Lide, Editor-in-Chief 1997 Editio
https://thermo.karelia.ru
https://www.baroma.ru
https://www.slideboom.com
https://www.infarkty.net
https://images.yandex.ru/
4. Фотографии из Интернета:
https://thermo.karelia.ru
https://www.baroma.ru
https://www.slideboom.com
https://www.infarkty.net
Источник
* Данная работа не является научным трудом, не является выпускной квалификационной работой и представляет собой результат обработки, структурирования и форматирования собранной информации, предназначенной для использования в качестве источника материала при самостоятельной подготовки учебных работ.
Процессы,
идущие при повышенном или пониженном
давлении
План
1.Роль
давления в технологии
2.Давление
как фактор интенсификации газообразных
процессов
3.
Роль давления в жидкофазных процессах
1.Роль
давления в технологии
В
технологии применение повышенного и
пониженного давления позволяет создавать
не только принципиально новые материалы,
но и методы воздействия на их структуру,
свойства и форму. Так, вакуум является
основой многих технологических процессов
напыления топких пленок, создания
электронных приборов, а также производства
очень чистых материалов в фармации,
химии, металлургии, радиоэлектронике.
Повышенное давление, вызывая перестройку
электронного состояния, способно
кристаллический диэлектрик превратить
в металл, а некоторые металлы – в
диэлектрик. Сверхвысокие давления
(250000 МПа) не исключают возможности
получения в будущем металлического
водорода и даже придания ему сверхпроводящих
свойств. В настоящее время при давлении
около 10 000 МПа и 2400?С изменением
электронной структуры углерода графит
превращают в алмаз. При давлении 80 000
МПа и температуре 1800?С из смеси соединений,
содержащих бор и азот, синтезируют
неизвестный в природе минерал боразон
(нитрид бора). По твердости он не уступает
алмазу, а по теплостойкости даже
превосходит его.
Повышенное
давление широко используется для
пластической деформации в процессах
формообразования и упрочнения, тонкого
и сверхтонкого измельчения, пропитки
пористых материалов жидкостью, фильтрации
и т. д.
В
производстве отдельных видов химической
продукции (стирола, аммиака, некоторых
сверхтвердых материалов) высокое и
сверхвысокое давление применяется как
один из факторов интенсификации
технологического процесса. Однако в
большинстве случаев этот фактор
оказывается дорогостоящим и часто
экономически нецелесообразным из-за
неоправданно больших эксплуатационных
и энергетических затрат, необходимости
установки толстенного оборудования
повышенной прочности, надежности и
материалоемкости. Поэтому в технологической
практике вопрос о целесообразности
использования давления решается в
каждом конкретном случае в зависимости
от ряда факторов, агрегатного состояния
взаимодействующих веществ, степени
достижения равновесия, влияния режима
процесса на выход продукта.
В
химической технологии изменение давления
обеспечивает повышение или понижение
концентрации веществ, изменение их
объема и теплофизических свойств. Иногда
изменением давления ускоряют или
замеляют переход веществ из одного
агрегатного состояния в другое. Это
позволяет регулированием скорости
конденсации, испарения, кристаллизации,
абсорбции, адсорбции или десорбции
добиваться оптимального выхода продукта
и улучшения его качества.
В
некоторых процессах повышенное или
пониженное давление играет вспомогательную
роль и применяется не самостоятельно,
а комбинированно, совместно с температурой
или катализатором, либо с тем и другим
одновременно. Пример тому – термический
и каталитический крекинг нефтяных
фракций, гидрирование топлив, вулканизация
каучука, производство карбамида,
полиэтилена высокого давления.
2.
Давление как фактор интенсификации
газообразных процессов
Для
процессов, протекающих в газовой фазе,
применение повышенного давления иногда
целесообразно по той причине, что при
сжатии газов они занимают меньший объём,
в результате чего возрастает их
концентрация. Скорость же химической
реакции пропорциональна концентрации
реагентов. Из этого следует, например,
что превращение азотоводородной смеси
в аммиак либо оксида углерода и водорода
в метанол может быть ускорено увлечением
концентрации исходных газов компонентов
за счет высокого давления.
Для
гомогенных газовых реакций, протекающих
в состоянии, далеком от равновесия, их
скорость оказывается пропорциональной
фактическому давлению. Но так как с
ростом давления может меняться порядок
реакции и уменьшаться константа ее
скорости, то в каждом конкретном случае
необходима оптимизация условий её
протекания. Это особенно относится к
производству крупнотоннажных продуктов
(аммиаку, метанолу, карбамиду и др.).
Гомогенные
газовые реакции, как известно, могут
сопровождаться уменьшением или
увеличением объёме. Например, в
производстве аммиака из азотоводородной
смеси по схеме N2
+3N2
?2NH
3 +
Q
из 1+3 моль исходного вещества получают
2 моль конечного продукта. Здесь процесс
идет с уменьшением объёма ( 4 моль?2
моль). В таких реакциях выход продукта
и скорость его образования увеличиваются
с повышением давления вначале очень
быстро, а затем всё медленнее и медленнее.
Это объясняется тем, что в результате
сжатия происходит своеобразное
>,
т. е. концентрирование газа, сдвиг
равновесия в сторону конечного продукта
при одновременном накоплении балласта
в виде нежелательных инертных примесей.
В результате этого повышение давления
оказывается эффективным лишь до
некоторого предела, после которого
сжатие становится невыгодным, так как
газ, оказавшийся под высоким давлением,
приобретает все меньшую и меньшую
сжимаемость. В результате энергозатраты
начинают возрастать быстрее прироста
продукта экономически рациональное
давление определяется технико-экономическими
исследованиями и обычно колеблются от
десятка до нескольких сотен МПа. В
производстве аммиака выбор давления
обусловливается его содержанием в
равновесной смеси, энергетическими
затратами на сжатие газа, временем и
температурой контактирования на
катализаторе, требованиями к аппаратному
оформлению и т.д. влияние некоторых из
этих факторов отражено в таблице.
Давление, | Расход | Объемное в | ||
200 | 400 | 600 | ||
10 30 100 | 607 723 976 | 80,6 89,94 98,29 | 25,12 47,0 79,82 | 4,52 13,77 31,43 |
Из
таблицы видно, что низкие температуры
и высокие давления смещают равновесие
в сторону образования аммиака и увеличения
его выхода. Содержание аммиака в
равновесной смеси указывает на
целесообразность проведения процесса
при высоком давлении. В этом случае в
результате конденсации аммиака
облегчается его отделение от
непрореагировавшей азотоводородной
смеси. Однако значительно увеличивается
расход энергии на её сжатие, ужесточаются
требования к качеству и надежности
оборудования. При понижении же давления
упрощается аппаратурное оформление
процесса, хотя габариты аппаратов
растут. Одновременно снижается расход
энергии на сжатие, но увеличиваются
энергозатраты на циркуляцию газа и
выделения аммиака;
повышаются
требования
к чистоте исходной азотоводородной
смеси. Оптимизацией технико-экономических
показателей процесса было выявлено,
что наивыгоднейшее значение давления
равно 32 МПа.
Поиск
оптимального давления несколько
упрощается в случае обратимых газовых
реакций, протекающих с увеличением
объема. Примером такой реакции может
быть конверсия водяным паром для
получения водорода:
СН4
+
Н2О?
СО2
+ 4Н2
—
Q
газ
пар газ газ
в
этой реакции число молей конечных
продуктов ( 1 + 4 = 5) больше числа молей
исходных реагентов (1 + 1 = 2), что указывает
на ее протекание с увеличением объема.
Рассмотренные
газовые реакции часто завершаются
переходом газового компонента в жидкую
или твердую фазу в результате его
конденсации либо улавливания твердым
или жидким поглотителем. Скорость
процессов адсорбции, растворения,
абсорбции и конденсации газового
компонента всегда пропорциональна
давлению, под которым этот компонент
находится. Поэтому в промышленности
для ускорения перехода газа в другое
агрегатное состояние часто применяют
давление выше атмосферного. Так, в
холодильных установках сжижение аммиака
при плюсовых температурах достигается
использованием давления 1,5 – 5 МПа.
Обеззараживание воды хлором и насыщение
её кислородом также форсируются
применением избыточного давления. И
наоборот, для перевода компонентов в
газообразное состояние после их
поглощения жидкостью или твердым телом,
а также для ускорения этих процессов
применяют вакуум.
Удаление
газов и паров из различных материалов
при низкой температуре в вакууме
позволяет получить особо чистые
химические вещества, электротехнические
и полупроводниковые материалы,
фармацевтические препараты, а также
очень чистые от адсорбированных газов
поверхности. На такие поверхности
напыляются тонкие пленки в производстве
микроминиатюрных радиоэлектронных
изделий.
В
металлургии с помощью вакуума из жидкого
металла удаляются растворенные в нем
газы (О2,
N2,
Н2),
неметаллические включения, летучие –
олово, висмут, сурьму, свинец. Одновременно
с этим вакуум повышает плотность слитков.
В строительстве вакуумирование
провибрированного бетона увеличивает
его прочность у поверхности на 20 – 40%
повышает морозостойкость и износостойкость
за счет снижения водоцементного
отношения. Это экономит время бетонирования,
так как дает возможность использовать
покрытие вскоре после его вакуумной
обработки.
3.
Роль давления в жидкофазных процессах
Для
процессов, протекающих в жидкой фазе,
применение повышенного давления
эффективно лишь при его значениях более
200 МПа. Примером может служить жидкофазная
гидратация этилена при получении
этилового спирта (С2Н4
+ Н2О?
С2Н5ОН)
либо его полимеризация в производстве
полиэтилена высокого давления. В
последнем случае уже при давлении 200
МПа и температуре 200 ?С плотность
газообразного этилена очень близка к
плотности жидкости. В существующих
технологических процессах полиэтилена
давление достигает 300 МПа. Подобное
повышение давления благоприятствует
образованию полиэтилена большей
плотности, уменьшает разветвленность
и количество непредельных групп в
структуре макромолекул.
Однако
при таком давлении влияние температуры
и агрегатного состояния проявляется в
очень противоречивой форме. С одной
стороны, повышение температуры ускоряет
распад инициатора и увеличивает скорость
полимеризации, с другой – с повышением
температуры уменьшается молекулярная
масса и плотность полимера, в результате
качество полиэтилена высокого давления
как одного из лучших диэлектриков для
высокочастотной техники несколько
ухудшается. Фазовое состояние реакционной
смеси также влияет на эффектность
процесса. В гомофазной системе Ж – Ж
преобладают процессы роста молекулярной
цепи с образованием небольшого числа
коротких боковых ответвлений. В
гетерофазной системе Г – Ж – Т образуется
большое число молекул с длинными боковыми
ответвлениями, сильно ухудшающими
качество полимера. По этой причине
полимеризацию этилена под высоким
давлением проводят в гомофазной системе
Ж – Ж, а подготовительные и завершающие
операции – в гетерофазных системах
типа Г – Ж либо Ж – Т.
Другая
область применения высокого давления
– жидкофазная пропитка пористых
материалов и изделии. Применение для
этой цели высокого гидростатического
давления (3000 МПа) в многих отраслях
промышленности сокращает продолжительность
пропитки с нескольких суток до 10 – 30 с.
В ряде случаев удается совмещением
нескольких технологических операций
одновременно с пропиткой производить
уплотнение и формообразование
(профилирование). Например, древесину
железнодорожных шпал, мебельных изделий,
шахтного крепежного леса обрабатывать
антисептиками, консервантами,
синтетическими смолами или лаками. Это
исключает длительную и энергоемкую
сушку, позволяет использовать
плохосмазываемые и даже высоковязкие
жидкости без подогрева. В настоящее
время пропиткой пористых материалов и
изделий жидкостью под высоким
гиростатическим давлением осуществляют
консервирование и гидролиз древесины,
изготовление древесных пластиков,
изготовление высоковольтных пленочных
конденсаторов, антифрикционной
металлокерамики и т. д.
Для
процессов, протекающих в твердой фазе,
визу незначительной сжимаемости твердых
тел эффективными являются лишь
сверхвысокие давления ~10 000 – 250 000
МПа. При таких больших сжатиях происходит
перестройка электронных оболочек
атомов, деформация молекул и сдвиг
фазового равновесия. Как правило, это
заканчивается образованием новых
химических связей, которые обладают
большой прочностью. Подобный принцип
воздействия на вещество положен в основу
создания новых материалов с необходимыми
свойствами. Сейчас сверхтвердые материалы
типа эльбера, боразона и синтетических
алмазов получают при температурах 1600
— 2400?С целенаправленными полиморфными
превращениями в кристаллической
структуре. Так, графит в результате
перегруппировки атомов углерода в
кристаллической решетке переходит в
синтетический алмаз. Гексагональная
структура нитрида бора трансформируется
до кубической, что придает полученным
кристаллам твердость, превышающую
твердость алмаза.
Техника
получения сверхвысоких давлений уже
сейчас обеспечивает возможность сжатия
материалов до 106
– 108
МПа. Это открывает большие возможности
получения совершенно новых сплавов
большой твердости, прочности и жестокости
либо создания неметаллических материалов
с металлическими свойствами. Например,
серый чугун после его обработки высоким
давлением напоминает по механическим
характеристикам высокосортную сталь,
а не металлы (сера, йод) и металлоиды
(например, селен) приобретают ярко
выраженные металлические свойства.
Таким
образом, сверхвысокие давления значительно
расширяют диапазон возможностей в
создании новых материалов и прогрессивной
технологии их переработки.
Литература
1.
Гинберг А.М., Хохлов Б.А., Дрякина И.П. и
др. Технология важнейших отраслей
промышленности. — М.: Высшая школа, 1985.
Источник