Пересыщение, критическое расширение

Правильность теории Фольмера подтверждена экспериментально рядом исследователей. В частности, такая проверка проводилась путем адиабатического расширения воздуха насыщенного парами данной жидкости, в камере Вильсона. В результате расширения в камере происходит охлаждение, а следовательно, и пересыщение паров до вполне определенного значения. Применяя камеру Вильсона, можно визуально устанавливать начало конденсации, т. е. пересыщение отвечающее образованию тумана. Чтобы исключить возможность образования капелек на чужеродных зародышах, система должна быть предварительно очищена путем многократной конденсации, при которой посторонние ядра конденсации удаляются из газовой фазы. При этом критическое пересыщение, отвечающее началу образования новой фазы, непрерывно возрастает до определенного предела. [c.358]

Скотт делает, далее, следующий важный шаг. Он возражает против того, чтобы чистое кристаллическое твердое вещество рассматривалось в качестве гипотетического верхнего предела концентрации раствора, утверждая, что если в понятие этого предельного раствора должны быть включены свойства твердой-соли, то следует ввести представление о критическом объеме разрушения твердого вещества V. Скотт предложил метод определения величины V Для наших целей достаточно будет отметить, что силы сцепления достигают максимума при расширении кристалла от его нормального равновесного объема до F, а при дальнейшем расширении эти силы уменьшаются. Следовательно, при достижении объема V происходит переход от твердой кристаллической структуры к более подвижному жидкому состоянию, и можно предположить, что V соответствует гипотетической максимальной концентрации, достигаемой в (пересыщенном) растворе данной соли. [c.246]

Фольмер и Флуд получили экспериментальные результаты по конденсации водяных паров при разных температурах, а также ряда органических жидкостей с помощью камеры Вильсона, где конденсация пара в жидкость достигается адиабатическим расширением. Определенная ими критическая степень пересыщения, необходимая для конденсации в камере Вильсона, сравнивается в табл. П.З с величиной, рассчитанной по уравнению (11.59). В уравнение введена величина / = 1, выбранная по той причине, что она дает правильные результаты для конденсации паров воды при 261° К. Степень согласия расчетных и экспериментальных величин очень высокая, и требуется строгое выяснение справедливости использования уравнения (П.59), совместно с предположением / = 1, для расчета критического пересыщения. [c.70]

Если для капли радиусом связанная с ним величина 5 меньше критического пересыщения, то капля будет испаряться, если больше — капля будет расти. При определении свободной энергии капли предполагалось, что поверхностное натяжение не зависит от размера капель. Однако если капля очень мала, то к ней трудно применить обычное определение поверхностного натяжения [100]. Некоторые авторы считают вполне приемлемым использование для очень маленьких капель величин, полученных для плоской поверхности [101]. Пока не достигнуто очень высокое пересыщение, спонтанная конденсация незначительна. Например, образование видимого тумана при адиабатическом расширении влажного воздуха, имеющего комнатную температуру, произойдет, если пересыщение влажного воздуха без пыли составит 600 %. При такой степени пересыщения критический диаметр капли равен приблизительно 0,001 мкм, что соответствует кластеру из 50 молекул. При гомогенном процессе зародыши ядер конденсации представляют собой агрегаты молекул пара, которые непрерьшно образуются и распадаются под действием случайных факторов. Кластер начинает расти, если его размер превышает критический. Вероятность его образования зависит от степени пересыщения [102]. [c.826]

После того как в процессе адиабатического расширения парогазовой смеси пересыщение газа достигает критического значения, численная концентрация капель N быстро увеличивается по мере дальнейшего повышения 5. При этом одновременно с образованием новых капель происходит конденсация пара на ранее образовавшихся каплях, увеличивая тем самым их размеры. Давление пара в газовой смеси уменьшается за счет конденсации и, дополнительно, в результате адиабатического расширения температура капель из-за выделения тепла конденсации становится выше температуры газа. В результате возникающей разности температур капли и газа происходит передача тепла от капель [c.44]

Широко применяемый в настоящее время метод определения критического пересыщения паров основан на образовании тумана в результате охлаждения газовой смеси, содержащей пар, при адиабатическом расширении этой смеси в камере Вильсона Эту же камеру применяют для того, чтобы обнаружить присут- [c.115]

Широко применяемый в настоящее время метод определения критического пересыщения пара основан на образовании тумана в результате охлаждения газовой смеси, содержащей пар, при адиабатическом расширении этой смеси в камере Вильсона. Эту же камеру используют для обнаружения присутствующих в газах центров конденсации, а также для изучения свойств заряженных частиц. Однако пользование камерой Вильсона, особенно при высоких температурах, связано с известными экспериментальными трудностями. Существенными недостатками этой камеры являются [c.109]

Единственный метод, применяемый в настоящее время для определения критического пересыщения паров, основан на образовании тумана в результате охлаждения газовой смеси, содержащей пары, при адиабатическом расширении этой смеси в камере Вильсона Эту же камеру применяют для того, чтобы обнаружить присутствие в газах центров конденсации, а также для изучения свойств заряженных частиц. [c.60]

Критическим принято называть то пересыщение, прп котором выделение новой фазы в виде капелек начинается с заметной скоростью. Это определение условно и, очевидно, зависит от чувствительности метода, которым обнаруживаются первые зародыши новой фазы. В классических опытах Фольмера и Флуда [20] по гомогенному образованию новой фазы — конденсации паров жидкости в камере Вильсона — пересыщение в объеме задается определенной степенью быстрого (адиабатического) расширения насы- [c.276]

Если значения 1п/, рассчитанные по уравнению (2.5) для некоторого вещества, представить как функцию 1п р/роо), то получатся графики, подобные представленным на рис. 2.2. Из них следует, что скорость образования капелек при пересыщениях ниже определенной величины (для паров воды в воздухе при 260° К это примерно 5-кратное пересыщение) ничтожно мала, но выше этой величины растет так быстро, что можно говорить о критическом пересыщении, при котором конденсация становится заметной. Это согласуется с результатами, полученными в камере Вильсона, где водяной пар, очищенный насколько это возможно, от загрязнений и ионов, подвергался быстрому адиабатическому расширению. Беккер и Дёринг вывели также уравнение для скорости образования кристаллов непосредственно из пара. [c.20]

Исследования, относящиеся к первому направлению, рассматривались в разделе о критическом пересыщении (стр.34сл.), поэтому здесь они обсуждались кратко. На рис. 1.8 приведена зависимость /=/(5), установленная расчетом по уравнению Френкеля (1.53) для паро-газовой смеси при адиабатическом расширении (начальная температура 291 °К). [c.42]

Обычно величина определялась при помощи камеры Вильсона, в которой происходило охлаждение парогазовой смеси (в результате ее адиабатического расширения), образование зародышей, затем частиц аэрозоля. Весьма эффективен метод определения 5 при смешении парогазовой смеси с холодным газом в турбулентной свободной струе [84]. Метод основан на том, что при помощи теории турбулентных свободных струй можно определять возникающие значения пересыщения 5 в любой точке струи, в том числе и максимальное пересыщение 5тах,-если известны параметры смешивающихся потоков. Изменяя эти параметры, можно получить такое пересыщение, при котором в струе появляется туман это пересыщение может быть принято равным критическому. [c.51]

Очевидно, что для крупных частиц требуется относительно большее время для того, чтобы их скорость и температура стали равными скорости и температуре газа. Чем меньше размеры частиц, тем ближе их свойства к свойствам частиц газа и тем быстрее устанавливается равновесие. Несмотря на то, что лгатематически можно представить переход от твердого (пли жидкого) тела к газу как непрерывное уменьшение размеров частиц, из теории образования зародышей известно, что для коиденсации требуется наличие ядер и что образуюпщеся вначале частицы имеют минимальный критический размер, зависящий от степени пересыщения пара [16, 17]. В последней части данного параграфа показано, что в процессах расширения и горения гидродинамическое и тепловое равновесия лтогут быть достигнуты для частиц размером менее 10 см. [c.57]