Составители:
Рубрика:
3
ВВЕДЕНИЕ
Данное пособие посвящено выводу основных термодинамических
соотношений теории нуклеации паров на присутствующих в этих па-
рах посторонних частицах, растворимых в конденсирующейся из пара
влаге. Инициирующая роль гетерогенных центров в фазовых превра-
щениях первого рода уже давно привлекает внимание исследователей.
То, что некоторые такие центры способны резко снижать порог устой-
чивости метастабильного состояния фазы и вызывать интенсивное
фазовое превращение, является ответственным за многие природные
явления и находит широкое применение в различных технологиях.
Характерным и наиболее распространенным в атмосфере Земли при-
мером инициирующих гетерогенных центров конденсации паров воды
как раз и являются частицы, растворимые в зарождающихся на них из
пара каплях. Как правило, эти частицы имеют макроскопический раз-
мер (
10 10
64−−
÷ см) и при растворении в воде образуют молекулярный
или ионный раствор. Будет ли растворение ядра в каплях полным или
не полным, зависит от размера ядра и растворимости его вещества.
Если вещество ядра является поверхностно-активным, то процесс рас-
творения ядра в капле сопровождается формированием адсорбционно-
го монослоя поверхностно-активного вещества (ПАВ) на поверхности
капли и образованием молекулярных агрегатов (мицелл) вобъемека-
пли. Установление в явном виде связей между параметрами и харак-
терными особенностями различных растворимых ядер, с одной сторо-
ны, и интенсивностью процесса зарождения капель, с другой, ибудет
нашей задачей.
§1.НУКЛЕАЦИЯ НА РАСТВОРИМЫХ ЯДРАХ В
ПРЕНЕБРЕЖЕНИИ АДСОРБЦИЕЙ ВЕЩЕСТВА ЯДРА
Рассмотрим каплю, которая находится в паре и представляет со-
бой раствор вещества ядра в конденсате (жидкости, конденсирующей-
ся из пара). В качестве переменной описания капли выберем число
молекул
ν
конденсата в капле. Общее число молекул растворенного в
капле вещества ядра (или общее число ионов этого вещества, если оно
является электролитом и при растворении диссоциирует) обозначим
через
ν
n
. Будем пока предполагать, что вещество ядра конденсации
является поверхностно-инактивным и адсорбцией растворенного ве-
щества ядра на поверхности зарождающейся капли можно пренебречь.
