Упругость пара малых капель

Облака представляют собой скопление взвешенных в атмосфере мелких капель воды или ледяных кристаллов. Облака образуются при подъеме теплых слоев воздуха, которые, адиабатически расширяясь, охлаждаются находящийся в воздухе водяной пар, достигнув некоторого пересыщения, конденсируется на многочисленных гигроскопических ядрах копденсации. Большая часть капель имеет радиус 2—7 мк. Эти капли благодаря малым размерам могут переохлаждаться от —35° до —40° С, Замерзая при более низких температурах, первичные капельки превращаются в центры роста кристаллов, на которых происходит сублимация водяного пара и вырастают более крупные кристаллы этот процесс обусловливает выпадание атмосферных осадков. Упругость насыщения пара по отношению ко льду меньше, чем по отношению к воде при той же температуре. Поэтому облако, даже не насыщенное водяным паром ло отношению к капелькам воды, может быть пересыщено по отношению к кристаллам. Это вызывает рост кристаллов и испарение капель. Рост кристаллов продолжается до тех пор, пока они не выпадут из облаков. В летнее время они тают, проходя через теплые слои воздуха, и выпадают в виде дождя. При достаточных пересыщениях водяного пара могут непосредственно образовываться крупные капли. [c.158]

Так как жидкий воздух имеет и сохраняет (испаряясь) очень низкую температуру (от—190° до—181° по мере обогащения кислородом), то он дает возможность произвести множество поучительных опытов, особенно физического характера [163]. Так, напр., ртуть, облитая жидким воздухом, не только замерзает, но до того охлаждается, что ее кусок можно ковать и плющить, как свинец. Спирт, многие другие жидкости, не замерзающие в самую сильную стужу, легко превращаются от жидкого воздуха в совершенно твердые массы. Упругий каучук становится, охлажденный жидким воздухом, чрезвычайно хрупким, твердым и ломким, свинец — звонким. Если в пустом стеклянном шаре содержатся пары ртути (напр., выкачивание произведено ртутным насосом) и какую-либо часть шара охлаждать снаружи жидким воздухом (напр., вату на палочке обмочить им и тереть ею часть стенки шара), то ртуть осаждается в атом месте в виде зеркального слоя. Если стеклянный шар наполнить буро-красными парами брома (изгоняя из шара с жидким бромом кипячением воздух и затем запаивая) и какую-либо часть поверхности шара охладить жидким воздухом, весь бром-собирается около холодных точек поверхности в твердом виде и в такой полноте, что вся внутренность шара обесцвечивается. Такие физические свойства металлов, которые значительно изменяются с температурою, в жидком воздухе явственно изменяются. Так, напр., гальваническое сопротивление металлов току если не совершенно уничтожается, то падает до чрезвычайности и в такой мере, что около температуры абсолютного нуля (— 273°) повидимому для всех металлов оно ничтожно мало. В жидкий воздух, не взирая на чрезмерный его холод, можно на момент безопасно опустить палец, так как первоначально — от так называемого сфероидального состояния — между кожею и жидкостью будет худой проводник тепла в виде газообразного слоя, как между накаленным металлом и каплею брызнутой на него воды. Множество химиче- [c.167]

Другая причина, благодаря которой конденсация водяного пара происходит на мельчайших частичках солей, связана с эффектом понижения упругости пара над растворами. На имеющейся в воздухе растворимой частичке соли, вследствие адсорбции молекул воды, довольно быстро образуется капелька концентрированного раствора, над которым упругость пара мала. Такая капля может находиться в равновесии и расти при упругости пара, меньшей упругости насыщенного пара, т. е. при относительной влажности меньше 100%. [c.157]

Упругость пара малых капель (тумана). Если / о — упругость насыщенного пара над плоской поверхностью жидкости и г—радиус маленьких капель, то упругость пара над каплей р определяется уравнением. 2 Л1 N [c.31]

Полученные капли укрупняются, т.к. малые обладают повышенной упругостью паров", вследствие чего они испаряются и конденсируются на поверхности больших капель . Однако такая система обладает повышенным запасом свободной энергии и термодинамически неустойчива, капли стремятся к коалесценции, что в конечном счете приводит систему к расслоению. [c.55]

Органические жидкости, которыми приходится пользоваться при приготовлении растворов или при экстрагировании, испаряются особенно быстро, что объясняется или малой величиной скрытой теплоты парообразования этих веществ или высокой упругостью их пара. Такие вещества, как эфир и хлороформ, обладающие особенно высокой упругостью пара, выталкиваются из тонких капилляров, запаянных с одного конца, под действием собственных паров, образуя на открытом конце капилляра быстро испаряющуюся каплю. Испарение органических жидкостей можно уменьшить, проводя работу с ними в атмосфере паров соответствующего вещества. [c.10]

Следовательно, и молекула, взятая отдельно от других молекул, — а такой случай мы имеем в истинных растворах, —обладает иными свойствами, чем молекулы, связанные друг с другом в коллоидную частицу, и это различие сказывается не только в отмеченных выше оптических свойствах, но и в поверхностных свойствах. Группа молекул, связанных друг с другом, образует систему, в которой существует микроскопическая поверхность и которая обладает определенным поверхностным натяжением, поверхностной энергией. Влияние поверхностной энергии на физические и химические свойства вещества можно очень ясно наблюдать на следующих примерах. Из физики известно, что упругость пара жидкости зависит от кривизны ее поверхности. Упругость пара на выпуклой поверхности (достаточно малого радиуса кривизны) больше, а на вогнутой меньше, чем упругость пара на плоской поверхности. Если обозначить упругость пара воды на плоской поверхности через р, а ш поверхности капли воды через р, ТО [c.20]

В пересыщенной среде капельки тумана самопроизвольно укрупняются, так как вследствие различия поверхностного натяжения возникают потоки пара от малых к большим каплям. Аналогичные сорбционные молекулярные потоки возникают между капиллярнопористыми частицами с разным влагосодержанием и, следовательно, с разной упругостью паров у их поверхности. Оба процесса в соответствии с принципом Ле-Шателье — Брауна направлены к установлению равновесия. Звуковое поле препятствует сорбционному переносу и может вызвать интенсификацию сушки и в первом периоде. [c.47]

Весьма полезным оказывается здесь иной подход, даваемый термодинамикой микрогетерогенных систем. Благодаря тому, что условия равновесия мелкораздробленного вещества, требующие учета поверхностных явлений и кривизны поверхности, отличаются от соответствующих условий для макроскопических фаз, можно предположить, что каждому метастабильному состоянию отвечает равновесие с частицей новой фазы определенного размера. Особенностью такого равновесия является то, что одна из фаз находится в метастабильной, другая — в стабильной области, в то время как при равновесии больших масс фигуративные точки фаз, находятся на бинодали. Так при изотермическом сжатии равновесного пара (точка В, рис. 29) образуется метастабильное состояние , которое можно рассматривать как находящееся в равновесии с малой каплей жидкости в состоянии Р, обладающей повышенной упругостью пара. Давление внутри капли должно [c.318]

Скорость роста и испарения капель в неподвижной среде описывается уравнением (6.1). Граничное условие к этому уравнению должно учитывать, что у самой поверхности капли имеется насыщенный пар, соответствующий температуре капли. Для вычисления температуры капли уравнение диффузии необходимо дополнить уравнением теплопроводности. Для веществ с малой упругостью пара, однако, температура капли почти не отличается от температуры окружающей среды. Поток диффузии/к капле определяется уравнением (6.11), где — концентрация насыщенных паров Со— концентрация паров вдали от капли. [c.34]

Пока температура газа ниже температуры кипения капли, испарение можно считать изотермическим и рассчитывать его по формуле (III, 41), находя значение рн но температуре в объеме газа. Когда температура газа станет выше температуры кипения капли, процесс можно рассчитывать по формуле (III, 44), полагая в ней температуру капли Т равной температуре кипения при давлении Р. Расчет для второй стадии очень прост, он не требует даже знания упругости пара. Более сложный расчет по уравнению (111,45) необходим только для узкой области температур вблизи температуры кипения. Для этой области также можно предложить приближенный метод расчета. Здесь разность — Т мала, вследствие чего (III, 44) можно приближенно представить как [c.165]

До сих пор при вычислении потоков диффузии мы полагали, что радиус поглощающего центра постоянен во времени. Однако стационарным уравнением для потока диффузии можно пользоваться и тогда, когда радиус поглощающего центра достаточно медленно изменяется со временем, а именно когда за время порядка изменение Н мало. Последнее условие соблюдается обычно при росте и испарении капель в воздухе. Поэтому выведенными здесь уравнениями для стационарных потоков диффузии пользуются в теории испарения капель [5]. При этом принимают, что над поверхностью капли имеется насыщенный пар, упругость которого соответствует температуре капли. Температуру капли определяют из условия, что поток тепла к капле равен количеству тепла, затрачиваемому на испарение жидкости в единицу времени. Тепловой поток к капле находят решением уравнения теплопроводности. [c.70]

При помещении двух растворов с разным осмотическим потенциалом на небольшом расстоянии друг от друга молекулы водяного пара диффундируют по градиенту упругости и, конденсируясь, увеличивают объем более крепкого раствора. Пользуясь серией стандартных растворов, можно определить осмотический потенциал исследуемой жидкости. По методу Раста (его называют также методом Барджера), в серию капилляров запаивают по капле исследуемого раствора и раствора с известным осмотическим потенциалом, при малом увеличении микроскопа измеряют размер капли исследуемого раствора и после 48-часовой инкубации при 30—35 ° проводят повторное измерение. Находят осмотический потенциал стандартного раствора, в капилляре с которым объем капли исследуемого раствора не изменился. Существенным недостатком этого метода является смачивание внутренних стенок капилляра растворами и вызванное этим некоторое загрязнение одного раствора другим [128]. [c.58]

У цинка и кадмия гексагональная кристаллическая решетка, а у ртути ромбоэдрическая с координационным числом 6 (нетипична для металлов). Все эти металлы довольно летучи, так как теплоты сублимации их малы, особенно у ртути. Последняя заметно испаряется уже при комнатной температуре, атак как ее пар (одноатомный) очень ядовит, то, работая с нею в закрытом помещении, необходимо принимать меры предосторожности. Особенно опасны мелкие капли, над которыми упругость пара больше, чем над нераздробленной ртутью. В случае разбрызгивания ее надо тщательно собрать листками станиоля или меди, которые хорошо смачиваются ртутью, после этого зараженные места (особенно щели) засыНать серным цветом (порошок серы) и не удалять его до полного обезвреживания ртути. Необходимо тщательно проветривать помещение. При 20° С в 1 ж воздуха, насыщенного паром ртути, содержится 14 мг ее, а максимально допустимое содержание ртути в воздухе промышленных предприятий и лабораторий 0,01 мг/м . [c.362]

Чрезвычайно интересными представляются данные Уиттекера [198], исследовавшего вопрос о роли летучести компонентов на примере смесей азотной кислоты с твердыми горючими. Для прй-хождения стационарного нормального горения, согласноУиттекеру,. необходимо, чтобы скорость испарения всех компонентов равнялась скорости горения. Было установлено, что смесь азотной кислоты с а-динитробензолом неспособна к нормальному горению, но при высоких давлениях сгорает в турбулентном режиме. Для сравнения испытанию подвергли смесь азотной кислоты и себационитрила, имеющего упругость паров при 45° С,, равную 1 мк, что совпадает с упругостью паров динитробензола. Эта смесь также оказалась неспособной гореть нормально, но после 154 атм загорается и горит в турбулентном режиме. Таким образом, смеси с очень низким давлением паров имеют только область турбулентного режима горения, когда частицы и капли смеси попадают в высокотемпературное пламя и там испаряются, поддерживая в пламени исходное соотношение компонентов. В режиме нормального горения достигаемая на поверхности заряда температура слишком мала для обеспечения транспорта малолетучего компонента в г-фазу. Хотя эксперименты Уиттекера были проведены на смесях с твердым горючим, их суть остается справедливой и для жидких компонентов. Так, смеси ТНМ с горючим, переобогащенные окислителем, нри низких давлениях не горят. Но если вести горение при повышенных давлениях, то они сгорают в турбулентном режиме до конца. [c.283]

Заметное изменение в упругости пара можно наблюдать лишь у очень малых капель. Так, у капель воды радиуса см разница почти незаметна. Упругость пара увеличивается на 10% при радиусе капли в 10 см при г = 10 см упругость возрастет в два раза по сравцению с упругостью яад плоской поверхностью. Отсюда видно, что при коллоидной степени дисперсности (10 —10 ) упругость насыщенного пара жидкости значительно больше, что должно иметь значение для аэрозолей типа туманов. В них, благодаря изотермической перегонке, должно происходить изменение дисперсности системы в сто,-рону ее уменьшения. [c.116]

Упругость насыщенного водяного пара над выпуклой поверхностью заряженной капли ниже, чем над поверхностью незаряженной. Поэтому заряженные канли могут расти при меньшей степени пересыщения, чем незаряженные. Прп одинаковом заряде у меньшей канли возникает большая поверхностная плотность заряда, а значит, сильнее снижается упругость паров. Следовательно, этот эффект может играть некоторую роль лишь для капель очень малого размера. [c.163]

Малые капли всегда имеют большую упругость пара по сравнению с боль шими, так как радиусы кривизны г у них меньше. Если в замкнутом простран стве имеются капли разной величины, то происходит непрерывная перегонк жидкости от малых капель к большим до тех пор, пока вся жидкость не собе рется в одну большую каплю. [c.184]

Весьма интересно поведение аэрозолей, содержащих частицы жидкости с высоким давлением пара. Частицы таких аэрозолей могут упруго отскакивать друг от друга при столкновениях. Причина этого, как установили Б. В. Дерягин и П. С. Прохоров, заключается в испарении жидкости с поверхности капелек и образовании вследствие этого диффузноконвекционного газового потока, препятствующего коалесценции капель. Расчеты. подтвердили, что давление пара, возникающее в результате такого испарения, вполне достаточно, чтобы неограниченно долго препятствовать слиянию двух капелек жидкости, находящихся в непосредственной близости (при условии по- полнения испаряющейся жидкости) Интересно, что если предотвратить испарение, например путем насыщения окружающего воздуха парами той же жидкости, то капли тотчас коалесцируют. Повыщения агрегативной устойчивости эмульсий и суспензий вследствие растворения дисперсной фазы в дисперсионной среде никогда не наблюдается очевидно, это можно объяснить тем, что диффузия в жидкой среде протекает с очень малой скоростью. [c.349]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология