Основы термодинамики нуклеации на растворимых ядрах. Щекин А.К - 36 стр.

UptoLike

ВУЗ: 

СПбГУ | Санкт-Петербург

Составители: 

Рубрика: 

36
Отводвеществаядрапомереегорастворениявкаплесувеличе-
нием числа молекул
ν
конденсата приводит к неоднородности нерав-
новесной концентрации вещества ядра в жидкой пленке между не ус-
певшим еще раствориться остатком ядра и окружающей каплю паро-
газовой средой. Вместе с концентрацией неоднородным в жидкой
пленке будет и химический потенциал конденсата
b
ν
. При этом мате-
риальный обмен капли с ее окружением будет определяться, естест-
венно, значением
b
ν
на поверхности капли.
Допустим, что в результате поглощения каплей молекул пара
произойдет увеличение химического потенциала
b
ν
на поверхности
капли. Это вызовет увеличение испускания каплей молекул пара в
окружающую ее среду, азначит, и ослабление неравенства
&
ν>0
, т.е.
замедление процесса конденсации. Это, всвоюочередь, будет способ-
ствовать установлению внутреннего равновесия растворенного веще-
ства ядра в капле и установлению адсорбционного равновесия на по-
верхности капли и равновесия с остатком ядра, размер которого, как
показано в [19], будет подстраиваться к обоим равновесиям. Наруше-
нию неравенства
&
ν>0
должна, таким образом, предшествовать почти
равновесная ситуация, в которой концентрация
x растворенного ве-
щества ядра в капле практически однородна и совпадает с раствори-
мостью остатка ядра. К этой растворимости и можно относить хими-
ческий потенциал конденсата
b
ν
вусловии(9.1). Если при этом усло-
вие (9.1) будет выполняться, то нарушение неравенства
&
ν>0
не про-
изойдет.
Пусть
x
n
– растворимость ядра радиуса R
n
. Онасвязанасравно-
весной концентрацией x
∞
вещества ядра в растворе на плоской под-
ложке формулой Оствальда–Фрейндлиха
xx vRkT
nnnnB
=
∞
exp 2γ
ch
, (9.2)
где
γ
n
– механическое поверхностное натяжение ядра, v
n
– молеку-
лярный объем вещества в ядре. Поскольку кривизна поверхности ос-
татка ядра больше первоначальной кривизны поверхности ядра, то при
неполном растворении ядра
xx
n
> . (9.3)
В области изменения переменной
ν
, в которой растворение ядра
не полное, а концентрация раствора
x может и не удовлетворять не-

Страницы