Ядра конденсации пара воды

Как показано в гл 12, это уравнение является основным для конденсации паров воды на ядрах конденсации в атмосфере Более сложное уравнение, применимое для ядер конденсации, но приводящее к незначительным отличиям в числовых результатах было получено Мейсоном [c.23]

Гомогенная конденсация в результате химических реакций газообразных веществ в объеме способствует образованию туманов в городах и крупных промышленных центрах, где в атмосферу выбрасывается большое количество отходящих газов, содержащих 50г, окислы азота и др. Образующиеся при химических реакциях вещества обычно гигроскопичны и служат активными ядрами конденсации, на которых конденсация паров воды происходит при 5<1. [c.204]

Капельная модель ядра. По мысли Я. Френкеля и Н. Бора (1937), ядро можно представить в виде капли ядерной жидкости, обладающей большим поверхностным натяжением, за счет которого ядерные нуклоны удерживаются внутри ядра. По аналогии, например, с каплей воды, упрощение и усложнение состава ядра можно сравнить с испарением воды и конденсацией на ее поверхности пара деление ядер (см. ниже) равносильно процессу деления капли воды. Поверхностная энергия ядра аналогична поверхностной энергии жидкости, а плотность ядра или капли жидкости независима от их размеров. Капельная модель ядра хорошо объясняет процессы дезинтеграции ядер в возбужденном состоянии. [c.48]

За исключением искусственно получаемого изотопа а-частицы испускаются только естественными радиоактивными ядрами. Следы а-частиц можно видеть в камере Вильсона. Пересыщенный водяной пар в такой камере стремится к конденсации. Если а-частица движется через эту камеру, то она ионизирует молекулы воздуха, отрывая от них электроны. Образуемые ионы действуют как центры конденсации, на которых водяной пар, конденсируясь, образует маленькие капельки. Таким образом, вдоль всего пути частицы возникает тонкий след в виде капелек воды. Длина этого пути и есть свободный пробег частицы в соответствующей среде. След составляет прямую линию, и если рассматривать а-радиоактивные ядра только одного вида, то длина пробега всех испущенных частин, будет одинаковой величины. Пробеги а-частиц в воздухе лежат в пределах 2—10 см (см. рис. 3. 5). [c.37]

Вильсоном (1911 г.) найдено, что ионы, образовавшиеся на пути заряженной частицы, служат ядрами конденсации пересыщенного водяного пара в свободном от пыли воздухе. В камере Вильсона пересыщение воздуха парами воды или спирта получается путем быстрого опускания поршня. Таким путем. могут быть сделаны видимыми треки отдельных частиц, испускае- [c.40]

Для этой же цели применяют ядра конденсации, состоящие из мельчайших кристаллов воды. Эти кристаллы образуются в результате рассеивания твердой двуокиси углерода, имеющей температуру —78,5 °С. Крупинки двуокиси углерода испаряются во время падения, а образующиеся при этом пары двуокиси углерода смешиваются с атмосферным воздухом, содержащим пары воды. Происходящая в результате конденсация паров воды в объеме приводит к образованию мельчайших кристаллов, служащих в дальнейшем ядрами конденсации [c.283]

За последние годы проведены многочисленные научные исследования по изучению условий конденсации пара воды на ядрах кристаллизации различных веществ, а также проведены полевые опыты по искусственному вызыванию осадков введением в атмосферные облака (состоящие из переохлажденных капель) ядер кристаллизации Наиболее эффективными для этой цели ока- [c.124]

Испарение капель жидкости в газообразной среде и обратный процесс роста капель в среде, содержащей пересыщенный пар жидкости, играют большую роль в жизни природы и в человеческой деятельности. Достаточно вспомнить, что кругооборот воды в природе проходит через стадию конденсации водяного пара на содержащихся в атмосфере гигроскопических частицах (ядрах конденсации) с образованием облачных капель, причем значительная часть этих ядер образуется в результате испарения брызг морской воды напомним также, что при выпадении дождя происходит испарение падающих дождевых капель и нередко они не успевают достигнуть земли. В технике мы наблюдаем испарение капель горючего в двигателях внутреннего сгорания, при распылительной сушке вязких растворов и охлаждении горячих газов распыленной водой. Конденсационные туманы образуются при охлаждении газообразных продуктов сгорания, выходящих из дымовых труб и моторов самолетов, в процессе конденсации атмосферной влаги на капельках серной кислоты на сернокислотных заводах или фосфорной кислоты при создании оптических завес путем сжигания фосфора. Конденсационного происхождения большинство частиц в облаке, образующемся при взрыве атомной бомбы. Конденсация паров на газовых ион давно уже служит важнейшим средством исследования в атомной физике. Следует также упомянуть о том, что процессы адсорбции и абсорбции газов на твердых и жидких аэрозольных частицах во многих случаях весьма сходны с процессом конденсации пара на каплях и описываются теми же уравнениями. [c.5]

Во время теплого дутья температура воздуха,выше температуры насадки, поэтому в любом сечении регенератора парциальное, давление водяного пара в ядре потока больше, чем у поверхности насадки, т. е. р > р . При этих условиях в зоне с температурой насадки выше 273° К происходит конденсация воды на поверхности насадки, а в зоне с более низкой температурой насадки—кристаллизация. Капельная влага, содержащаяся в воздухе во взвешенном состоянии, задерживается на поверхности верхней части насадки. Вследствие повышения температуры насадки во время теплого дутья сечение, в котором начинается кристаллизация, перемещается к холодному концу регенератора. При этом одновременно с конденсацией паров воды происходит таяние льда, образовавшегося в начале дутья. [c.329]

В приземном слое атмосферы в условиях высокой влажности весьма часто образуются приземные облака, которые называют туманами. Туман образуется, когда значение относительной влажности воздуха приближается к значению для насыщения. В этих условиях на ядрах происходит конденсация водяного пара, в результате чего они превращаются в капли воды. Если ядра очень велики или очень гигроскопичны (морские условия, городская дымка), их рост может начаться прежде, чем наступает насыщение. Гигроскопические ядра встречаются в больших количествах над крупными городами, и туманы здесь образуются чаще и держатся дольше, чем в сельской местности. [c.127]

Уплотненные смолы благодаря своим функциональным кислород-, азот- и серусодержащим группам обладают высокой полярностью. Вокруг таких соединений создается силовое поле. Кроме того, они отличаются большой вязкостью и липкостью. Микрочастицы таких смол вследствие межмолекулярного притяжения будут при столкновении укрупняться. Частицы соединений с зольными элементами служат при этом как бы центрами коагуляции. Этот процесс подобен тому, как при конденсации водяного пара в воздухе и образовании облаков необходимы ядра конденсации , роль которых выполняют уносимые ветром мельчайшие пылинки, поднимающиеся почти повсюду, незаметный дым, кристаллики соли морской воды, метеоритная пыль и др. [c.184]

Молекулы серной кислоты благодаря сильному сродству к воде образуют агрегаты с несколькими молекулами воды уже в ненасыщенном водяным паром воздухе. Поэтому их нельзя считать настоящими молекулярными ядрами конденсации. С другой стороны, как показал Я. И. Коган молекулы Ре2(СО)9 могут служить ядрами конденсации для паров высококипящих жидкостей. (Прим. ред.) [c.16]

В конденсационных пылеулавливающих установках при быстром снижении давления газа, насыщенного водой и содержащего тонкие частицы витающей пыли, часть водяного пара конденсируется на них, так как они являются ядрами конденсации. Эти частицы могут быть легко отделены от газа одним из простейших устройств, например, циклоном. [c.132]

При соприкосновении воды и воздуха помимо конвективного теплообмена, обусловливаемого температурным градиентом, происходит также и влагообмен, обусловленный разностью парциальных давлений водяного пара у поверхности воды в ядре потока. При этом происходит либо испарение влаги и переход ее в газовую среду, либо конденсация паров, из воздуха на поверхности жидкости. В процессе влагообмена вместе с парами переносится и тепло, затраченное на их образование. Конструкции скрубберов описаны в главе I тома 2. [c.270]

Точкой росы называется температура, до которой должен охладиться (при неизменном давлении) воздух для того, чтобы содержащийся в нем водяной пар достиг насыщения. При достижении точки росы на поверхностях, с которыми соприкасается воздух (или в самом воздухе на так называемых ядрах конденсации), начинается конденсация. Если точка росы лежит ниже температуры замерзания воды, то ее называют точкой инея. Это важный, абсолютный и легко поддающийся измерению показатель содержания водяного пара. [c.25]

Под ядром гомогенной конденсации понимают наименьшую устойчивую в термодинамическом смысле группу молекул пара, способную к дальнейшему росту. Ядро может содержать от нескольких молекул до сотен. Количественные экспериментальные данные по скорости образования ядер в паровой фазе весьма ограничены. Большинство из них получено в камере Вильсона с парами воды и различных органических веществ. Часть данных получена в сверхзвуковых аэродинамических трубах. Данных по образованию ядер конденсации в соплах двигателей не имеется. [c.215]

Аэрозоли играют важную роль и при формировании другой глобальной характеристики атмосферы - ее гидрологического режима. Частицы определенного размера и химического состава служат ядрами, на которых происходит конденсация водяного пара и кристаллизация воды. В данном случае роль аэрозолей состоит в том, что в их присутствии конденсация молекул Н2О происходит при невысокой относительной влажности, тогда как в чистом, не содержащем частиц воздухе для образования жидко-капельной фазы требуется значительное пересыщение водяного пара. [c.119]

Именно на этой концепции основывается область физической метеорологии, называемая физикой облаков. Образование облаков в свободной атмосфере практически всегда связано с конвекцией — подъемом больших масс воздуха над более нагретыми участками земной поверхности. Поднимаясь в области более низкого давления, влажный воздух адиабатически расширяется и охлаждается. Когда в результате этого охлаждения создается небольшое пересыщение (обычно менее 101%), водяной пар начинает конденсироваться на ядрах, всегда присутствующих в воздухе, и образуется облако. Конденсация сопровождается выделением тепла, и это замедляет снижение температуры, создающее пересыщение. При температурах ниже точки замерзания конденсация может приводить к образованию либо переохлажденной воды, либо льда. [c.378]

Исследование взаимодействия а-частиц с ядрами других атомов было очень облегчено изобретением простого прибора — камеры Вильсона. Она представляет собой сосуд цилиндрической формы, внутри которого в определенный момент создают пересыщенный водяной пар. Для этого камеру заполняют сначала насыщенным водяным паром, а затем подвергают этот пар резкому расширению. Прн резком расширении водяного пара его температура падает и он становится пересыщенным, Если а-частицы или электроны пролетают через пересыщенный водяной пар, то они ионизируют на своем пути молекулы воды или того газа, который находится в камере. Газовые ионы являются центрами конденсации, и вокруг них образуются мельчайшие капельки воды. [c.96]

При увлажнении семян в первоначальный момент происходит конденсация паров воды на по-верхно1Сти волокна семян, затем нагревание общей массы и проникновение влаги через поры оболочки к ядру. [c.93]

Ядра конденсации обнаруживаются счетчиками ядер конденсации (Айткена, Шольца и др.), устроенными по принципу камеры Вильсона (стр. 79) и представляющими собой камеру цилиндрической формы, стенки которой обложены влажной фильтровальной бумагой. Испытываемый воздух засасывается в камеру, а затем через некоторое время (в течение которого воздух насыщается паррми воды) быстро расширяется до определенного объема. При этом образуется пересыщенный пар и происходит конденсация паров воды на ядрах конденсации. Образующиеся капли оседают на пластинку, помещенную на дне камеры пластинку извлекают и при соответствующем увеличении подсчитывают число капель. [c.39]

За последние годы проведены многочисленные научные исследования по изучению условий конденсации пара воды на ядрах кристаллизации различных веществ, а также проведены полевые опыты по искусственному вызыванию осадков введением в атмосферные облака (состоящие из переохлажденных капель) ядер кри- тaллизauии Наиболее эффективными для этой цели оказались иодистое серебро и иодистый свинец, которые обычно вводятся в отходящие газы самолета. При высокой температуре эти вещества испаряются и вместе с отходящими газами выбрасываются в атмосферу через выхлопную трубу-сопло. При смешении с воздухом отходящие газы охлаждаются, и иодистое серебро (или иодистый свинец) конденсируется в объеме с образованием мельчайших кристаллов вещества—ядер кристаллизации. Структура кристаллов иодистого серебра и иодистого свинца аналогична структуре кристаллов льда, поэтому, а также благодаря тому, что давление насыщенного пара над переохлажденной каплей воды выше, чем над кристаллом льда, на кристаллических ядрах конденсации начинается конденсация пара воды и рост кристаллов. В результате давление пара воды в воздухе уменьшается, и переохлажденные капли начинают испаряться. Этот процесс, называемый изотермической перегонкой, протекает до полного испарения капель. Так как кристалликов образуется сравнительно мало, они достигают больших размеров (за счет большого числа облачных капель) и осаждаются в виде крупинок снега или капель дождя. [c.119]

В дальнейшем Л. М. Шульман (1987 г.) показал путем нанесения характерных для комет р. Г-условий на фазовую диаграмму гидрата метана, что выводы Дельземма и других несостоятельны и гидраты метана в ядрах комет существовать не могут, так как кометы находятся в области двухфазного равновесия лед—газ (при этом, однако, не учитывалась возможность самоконсервации гидратов). Более того, по представлениям Л. М. Шульмана [38], образование газогидратов принципиально невозможно даже при формировании ядер комет из протопланетного облака, так как в любом диапазоне температур и давлений, присущих космическому пространству, давление паров воды над гидратом выше, чем над льдом, следовательно, при охлаждении или повышении давления в сжимающейся первичной туманности всегда будет происходить конденсация паров воды в лед, а не в гидрат. [c.225]

Помимо центрального ядра на каждом снимке было найдено также большое количество мелких частиц, распределенных ранее по всему кристаллу. Их размеры лежали в области 0,01 — 0,4 [х, средний размер соответствовал ядрам конденсации, содержащимся в атмосфере. Авторы предполагают, что эти частицы вначале действительно были ядрами конденсации мельчайших капелек воды, принимавших участие в образовании кристаллов снега. Количественный расчет показывает, что весь кристалл мог быть образован из таких капелек. Поэтому в качестве рабочей гипотезы высказывается предположение, что процесс роста кристалла снега следует рассматривать как результат конденсации не паров воды, как это считалось ранее, а капелек воды диаметром 1 [л, образовавшихся на ядрах конденсации. Впрочем, этот вопрос остается открытым. Так, Серполе [83], который провел электронно-лшкроскопическое исследование ряда искусственно приготовленных аэрозолей металлов и их окислов, считает, что льдообразующее действие этих аэрозолей в пере- [c.155]

При получении гигроскопичных аэрозолей конденсация начи нается с взаимодействия пара вещества с атмосферной влагой При этом образуются гигроскопичные ядра, на которых вода про должает конденсироваться до тех пор, пока давление пара образо ванного таким образом раствора не придет в равновесие с парци альным давлением водяного пара в атмосфере. Тепло, выделяю щееся в ходе экзотермичных реакций и разбавления растворов рассеивается, а благодаря весьма малой величине первичных ча стиц быстро устанавливается химическое и физическое равновесие На самой ранней стадии процесса увеличение весовой концентра ции аэрозолей, например при возрастании относительной влажно сти воздуха, приводит не к укрупнению отдельных частиц, а к уве личению их числа. Однако спустя очень короткое время основным фактором, определяющим размер частиц, становится коагуляция, скорость которой пропорциональна квадрату числа частиц в единице объема (см. главу 5) и поэтому тем больше, чем выше весовая концентрация аэрозоля. Аксфорд, Сойер и Сагден изучили самые ранние стадии возникновения гигроскопических дымов, образующихся при распылении тетрахлорида титана и других веществ, используемых для получения дымовых завес. Они показали, что частицы дыма поглощают в среднем одинаковое количество воды, независимо от влажности воздуха. На этой стадии размер частиц дыма практически не зависит от относительной влажности и любые изменения в количестве сконденсированной воды компенсируются изменением числа образующихся частиц. [c.36]

Джиллеспи и Джонстоун измерили величину капелек в аэрозолях, образующихся при смешении паров гигроскопичных веществ с влажным воздухом. Изучалось влияние следующих факторов на размер капелек а) относительной влажности воздуха б) присутствия посторонних ядер в) концентрации аэрозольных частиц и г) времени жизни аэрозоля после образования. Установлено, что капельки достигают равновесия с влажным воздухом за доли секунды. Например, когда сухой воздух, содержащий SO3, смешивался с влажным воздухом, образуя аэрозоль, содержащий 0,56 мг H2SO4 на 1 л, то через 0,5 сек после смешения 50% массы аэрозоля превратилось в капельки мельче 0,45 мк через 5 мин средний медианный диаметр капелек был 1,01 мк. Влияние посторонних ядер на размер капелек, образующихся из гигроскопических паров, по-видимому, определяется количеством энергии, выделяющейся при взаимодействии этого пара с влагой. Если эта энергия велика, как в случае взаимодействия серного ангидрида с парами воды, то происходит спонтанная конденсация, и влияние посторонних ядер невелико. В случае аэрозоля хлористого водорода спонтанной конденсации не наблюдается она не происходит даже в присутствии солевых ядер, по а в системе нет достаточного количества паров воды, чтобы растворить эти ядра. [c.37]

Леб считает, что у воды атомы кислорода направлены наружу поверхности псевдокристалла, поэтому отрицательный заряд зародышевой капли ориентирует приходящие из пара молекулы воды таким образом, что они могут легко конденсироваться У спиртов, по мнению Леба, внешней является углеродная цепь и предпочтение будут иметь положительные ионы Леб считает также, что зародышевые ядра не образуются вокруг ионов, а последние захватываются капельками и могут влиять на их рост Эта точка зрения до некоторой степени отличается от взглядов Зандера и Дамке лера ", тот факт, что для конденсации водяного пара при температурах ниже —62° С знак иона не имеет значения, объясняется, по мнению этих авторов тем, что вокруг иона в кристалле льда затруднено образование дипольной атмосферы [c.26]

Примером лаких красителей можег служи 1Ь общеизвестный индикатор — фенолфталеин. При взаимодействии двух фенолов с фталевым ангидридом происходит конденсация, которая сопровождается отщеплением воды за сче1 кислорода одной из карбонильных групп ангидрида и атомов водорода, на.ходящпхся в бензольных ядрах фенолов в пара по.южении от гидроксильной группы [c.311]

Исследование взаимодействия а-частиц с ядрами других атомов было очень облегчено изобретением простого прибора — камеры Вильсона. Она представляет собой сосуд цилиндрической формы, внутри которого в определенный момент создают пересыщенный водяной пар. Для этого камеру заполняют сначала насыщенным водяным паром, а затем подвергают этот пар резкому расщирению При резком расширении водяного пара его температура падает и он становится пересыщенным. Если а-частицы или электроны пролетают через пересыщенный водяной пар, то они ионизируют на своем пути молекулы воды или того газа, который находится в камере. Газовые ионы являются центрами конденсации, и вокруг них образуются мельчайшие капельки воды. Заряженная частица оставляет за собой туманный след, который легко сфотографировать. В современных лабораториях часто применяются пузырьковые камеры, в которых заряженная частица проходит некоторый путь в среде, представляющей собой перегретую жидкость. Ионизация, вызываемая частицей, приводит к быстрому вскипанию жидкости и ойразованию пузырьков пара вдоль траектории движущейся частицы. Еще более совершенными, но и очень сложными являются искровые камеры, в которых путь частицы регистрируется посредством искры, вызываемой ею, между заряженными поверхностями. [c.169]