Прежде всего необходимо подчеркнуть, что эффект самоконсервации гидрата можно трактовать как реализацию метастабичъно-го (покрытого защитной пленкой льда) газового гидрата в значительно перегретом состоянии. При давлении в 1 атмосферу гидрат метана образуется из льда при минус 80°С (см. [4] с.32). Следовательно, самоконсервация гидрата метана при температуре 271К - это фактически реализация метастаб ильного состояния гидрата, перегретого на 78 градусов! Таким образом, обсуждаемый выше чисто психологически интересный эффект - перегрев льда - можно трактовать еще и как эффекг, в некотором смысле обрагный эффекту самоконсервации газового гидрата.
Тут же возникает естественный вопрос, - а можно ли реализовать метастаб ильное термодинамическое состояние гидрата метана в области положительных (по Цельсию) температур, но при давлениях, существенно ниже давления трехфазного равновесия "газ - вода -гидрат"? Ответ на этот вопрос представляется вполне однозначным 138
для этого достаточно покрыть массивный образец гидрата метана защитным слоем, но не льда (т.к. лед в данном случае расплавится), а другого гидрата, термодинамически более стабильного, чем гидрат метана (например, покрыть гидрат метана гидратами С2Мг„ СО2, N2O и др.). В отличие от эффекта самоконсервапии метана при отрицательных температурах, данный эффект следует назвать эффектом "принудительной" консервации газогидрата, т.к. защитную пленку приходшся формировать специально, помещая образец гидрата метана в атмосферу другого газа гидратоообразователя. Интересная разновидность эффекта принудительной консервации - поместить образец гидрата в жидкий гидратообразователь, что позволяет исследовать этот эффект не только в области положительных температур, но и при атмосферном давлении.
Обсуждаемый новый эффект "принудительной консервации" газового гидрата может быть использован и при отрицательных температурах. Имеется ввиду, например, покрытие газового гидрата воздуха (азота) слоем гидрата метана, который в свою очередь покрыт слоем льда (газовый гидрат воздуха, в отличие от гидрата метана еше не "консервируется" льдом при отрицательных температурах, близких к нулю °С).
Вне нашего обсуждения пока что остались вопросы получения метастабильных форм газовых гидратов с сильно недозаполненными гидратиыми полостями при криогенных температурах (и в пределе не исключается даже практическая реализация известной сугубо теоретической концепции газогидратной теории - пустых метастабильных гидратных решеток, т.е. получение новых метастабильных модификаций льда низкого давления при криогенных температурах: наша теоретическая публикация по возможным экспериментам готовится к печати).
Таким образом, в данной работе рассмотрены методы реализации метастабильных состояний льда и газовых гидратов при температурах выше О °С.
1. Гексагонального льда, покрытого слоем газового гидрата. В момент подготовки рукописи статьи по Интернету пришло сообщение о получении перегретого состояния гексагонального льда в Ли-верморской лаборатории США совместно с геологической службой США, причем в самом простейшем варианте эксперимента (без каких-либо специальных и дополнительных ухищрений, рассматривае-
139
мых в данной работе и которые, как следует надеяться, будут способствовать повышению темпера туры перегрева и значительно большей стабилизации этого метастастабильного состояния гексагонального льда).
2. Гексагонального льда,
покрытого слоем гидрата, но с мик
ровключениями
газового гидрата (с целью возможности более дли
тельного
сохранения метастабильного состояния перегретого льда).
3. Газового гидрата,
покрытого защитным слоем другого, более
стабильного
гидрата (принудительная консервация газового гидрата).
Кроме того, рассмотрены интересные теоретические возможности "улучшения" эффекта самоконсерваиии гидрата и при отрицательных по Цельсию температурах за счет покрытия слоя гидрата слоем другого гидрата и затем уже льда (многослойные "гидратые бутерброды").
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.