3. Діаграма рівноваги фаз.
Представимо на графіку (рис.4.1) залежность (4.1)
Точка О називається потрійною точкою. Її координати: Т = 273,16 К, Е = 6,11 гПа. Крім потрійної точки крива Е= Е (Т) проходить через точку кипіння води t = 100 0C, Е = 1013,2 гПа. Всі три фази (пара, вода, лід) за цю умову перебувають у стані рівноваги. При додатній температурі вода може бути рідиною або парою, а при від’ємній температурі – рідиною, парою, льодом. Лінії I, II, III, IY лінії рівноваги, що розділяють три фазових стани води: I пара-вода, II лід-вода, III лід-пара. IY переохолоджена вода-пара
При зростанні температури вище потрійною точки тиск насичення зростає спочатку повільно, а потім все швидше це особливість степеневої функції. В реальній атмосфері це проявляється у тому, що при змінах на однакову величину додатних або від’ємних температур, тиск насичення змінюється більше при додатних температурах, ніж при ві’ємних, що супроводжується більшою конденсацією водяної пари.
Рис.4.1 Залежність тиску насичення від температури і фазового стану випарної поверхні
Точки А,В,С знаходяться на одній вертикальній прямій, тобто температура їх однакова. У точці А тиск пари еА<Е, тобто у цій області вода може існувати тільки у газоподібному стані і за таких умов відбувається випаровування води; у точці В тиск пари еВ >Е, тобто вода існує тільки у рідкому стані і буде відбуватися конденсація водяної пари; у точці С виконується рівність еС = Е, тобто водяна пара і вода находяться у стані рівноваги.
Питання: Що таке потрійною точки на діаграма рівноваги фаз.
4. Гомогенна та гетерогенна конденсації.
Гомогенна конденсація це конденсація водяної пари у чистому повітрі.
Спостереження у лабораторних умовах у спеціальних камерах (камери Вільсона) показують, що конденсація водяної пари в абсолютно чистому повітрі може відбуватися тільки при дуже великому пересиченні (від 4 до 8 разів). У чистому повітрі коливання густини водяної пари спричиняє виникнення комплексів молекул, які при певних умовах можуть з’явитися зародками крапель води. В реальній атмосфері пересичення буває меншим за 1%, і конденсація водяної пари у чистому пересиченомуповітрі, супроводжується виникненням дуже дрібних крапель, які є нестійкими утвореннями. Зародкова крапля може виникнути, тількі тоді коли об’єднаються 5 і більше молекул водяної пари. Загальна поверхня виникає за рахунок енергії, що виділяється при фазовому переході. А у цьому разі вона дуже мала і більшість зародкових крапель руйнуються.
Зародкові краплі можуть незначно укрупнюватися за рахунок зіткнення при турбулентних рухах, електричного притягнення. Але радіус таких крапель має порядок менший ніж 107 см. Однак, спостереження показують, що у хмарах існують краплі значно більшого радіусу. Це свідчить, що реальна атмосфера не є гомогенним середовищем. Вона утримує велику кількість аерозольних частинок, деякі з котрих можуть виступати у ролі зародків нової фази.
Гетерогенна конденсація конденсація на аерозольних частинках, що є ядрами конденсації. Тверді змочуючи частинки спонтанно покриваються водяною плівкою, а соляні частки абсорбують молекули водяної пари і перетворюються у краплі розчину солі. В обох випадках молекули водяної пари будуть конденсуватися вже на готовій рідкій поверхні порівняно великого зародку. При цьому відпадає необхідність витрати енергії на утворення первинної асоціації молекул, об’єднаних загальною поверхнею, тобто зародкової краплі.
Питання:. В чому ризниця між гомогенної та гетерогенної конденсацієй