Добавил:
Upload Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:
Лекції Вода ч_1.doc
Скачиваний:
14
Добавлен:
10.02.2016
Размер:
446.98 Кб
Скачать

1.Як залежить тиск насичення від кривизни поверхні.

2.Фазові переходи води в атмосфері. Радіус зародкової краплі.

У середовищі водяної пари безперервно то виникають, то руйнуються комплекси молекул. Якщо такий комплекс стійкий і збільшується за часом, то він має властивості краплі, тобто має об’єднуючу поверхню.

Умови переходу системи з нестійкого стану у стійкий, визначаються за допомогою термодинамічного потенціалу, або потенціальної енергії, яка залежить від фазового стану, який визначається термодинамічним потенціалом фази. Загальне змінювання енергії системи залежить від фазового переходу і дорівнює різниці термодинамічних потенціалів у кінцевому та початковому станах .

Теорія фазових перехідов розроблена для гомогенного (чистого) середовища водяної пари, коли відсутні будь-які аерозольні частинки, а пара знаходиться у квазістабільному стані, тобто можливи переходи границь стійкості, при якій пара існує у рівновазі з іншою фазою. Для утворення нової фази обов’язково треба перейти метастабільну границю, тобто необхідно або пересичення для утворення жидкої фази, або переохолодження (Т< ТН ) для утворення твердої фази.

Для утворення зародка нової жидкої або твердої фази необхідно витратити енергію на здійснення роботи по утворенню його поверхні.Ця енергія є захована теплота фазового переходу, що пропорційна об’єму зародка.Доки зародок малий, цієї енергії не вистачає на утворення поверхні і зародок розпадається. Щоб зародок продовжував існувати, необхідно здійснититаку роботуколи буде досягнутий критичнийрозмірr зародку, після чого подальше зростання розміру супроводжується зменшенням необхідної роботи.

Зародок краплі буде у стійкому стані, коли робота Абуде перевищувати деяке критичне значенняАКР, абоr > rКР

Загальна робота А утворення зародку може бути записана наступним чином

(4.7)

де перший член правої частини визначається зміною термодинамічного потенціалу при фазовому переході, а другий енергією на утворення поверхні зародку. При переході пара-водагустина води, а при переході вода-лідгустина льоду, аналогічно і для питомої поверхневої енергії натягу на границі фаз.

Таким чином критичний розмір зародку нової фази визначається різницею термодинамічних потенціалів, що залежать від температури і тиску.

Так як 1  2 = d, d = dq /T (де - ентропія), то при фазовому переході приріст енергії dq рівний питомої теплоємністі пароутворення (конденсації) L або кристалізації, т.б..Тоді з рівняння Клаузіуса-Клайперона отримуємо

=  L . (4.8)

Інтегруємо ліву частину рівняння (4.8) від 0 до rКР , а праву від Т0 до Т отримуємо

. (4.9)

У формулі (4.9)Т0 це температура точки роси при фазовому переході пара-вода іТ0= 273 К при фазовому переході водалід.

Радіус зародкової краплі, тобто найменшого стійкого комплексу молекул водяної пари об’єднаних єдиною поверхнею можна представити у вигляді

, (4.10)

де поверхневий натяг; КРгустина краплі; RПпитома газова стала водяної пари;

епарціальний тиск водяної пари; Етиск насичення водяної парипри температуріТ.

Питання. Як називают фазовий переходи пара в льод

Тут вы можете оставить комментарий к выбранному абзацу или сообщить об ошибке.

Оставленные комментарии видны всем.

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]