2.4 Ответы на вопросы
№1. На сколько должен увеличится объём капли, чтобы концентрация раствора понизилась до насыщающей?
Объём капли должен увеличиться 7раз, чтобы концентрация раствора понизилась до насыщающей?
№2. Как изменяется концентрация раствора в растущей капле?
По мере образования на поверхности капли молекул водяного пара, часть соли растворится и частичка покроется тонкой плёнкой воды, представляющей насыщенный раствор вещества (поваренной соли). В результате образуется капля насыщенного раствора вещества (поваренной соли). При дальнейшем росте капли масса растворённого (поваренной соли) в капле вещества остаётся постоянной, но масса воды начинает увеличиваться прямо пропорционально объёму капли. Следовательно, концентрация раствора уменьшается обратно пропорционально объёму капли и обратно пропорционально r3 растущей капли (где r – радиус растущей капли).
№3. Как и почему изменяется равновесная относительная влажность над растущей каплей?
Равновесная относительная влажность возрастает при увеличении размера капли. При достижении некоторых значений радиуса капли относительная влажность над её поверхностью возрастёт до 100 % . После чего произойдёт пересыщение над поверхностью капли , при котором равновесная относительная влажность достигнет максимального уровня. После этого относительная влажность медленно понижается, приближаясь к 100 %, до тех пор, пока не достигнет значения относительной влажности над поверхностью чистой (дистиллированной) воды. В результате такого процесса образуется облачная капля.
№4.При каком размере капель увеличение давления насыщенного пара за счет кривизны и уменьшение за счет влияния раствора компенсируется?
Увеличение давления насыщенного пара за счёт кривизны и уменьшение за счёт влияния раствора компенсируются при таком размере капли, при котором относительная влажность над её поверхностью возрастает до 100 % ( 1,09*10–6 см )
№5. При каких размерах зародышевых капель равновесная относительная влажность не зависит от содержания примесей в капле и ее радиуса?
Над мелкими каплями размером r<10-5см должны быть достаточно большие пересыщения, чтобы эти капли не испарялись, так как на них оказывают сильное влияние кривизна поверхности и, особенно, примеси, поскольку раствор таких капель близок к насыщенному. Влияние примесей незначительно только при r>rH. А влияние кривизны невелико только для капель размером r>10-4см (менее 1%).
№6. Для каких капель условия роста наиболее благоприятны и почему: для образовавшихся на малых или крупных ядрах конденсации?
Наиболее благоприятные условия для роста существуют у капель, образовавшихся на крупных ядрах конденсации. Чем крупнее ядра, тем больше соленость раствора, что, в свою очередь, приводит к уменьшению давления насыщенного пара над каплей. А для конденсации водяного пара в атмосфере необходимо, чтобы давление насыщения водяного пара в воздухе была больше, чем над поверхностью образующихся частиц. Следовательно, рост капель происходит быстрее, чем это было бы над каплями, образованными на маленьком ядре конденсации. Кроме того, для роста капель, образовавшихся на крупных ядрах конденсации, необходимо гораздо меньшее пересыщение в воздухе.