Упругость пара над искривленной поверхностью

Итак, если поверхность вогнутая, то жидкость поднимается в капилляре, если выпуклая – опускается. Соответственно изменяется и давление пара вблизи поверхности (барометрическая формула). Давление пара над выпуклой поверхностью будет больше, чем над плоской, а над вогнутой – меньше. Разность давлений () равна давлению парового столба высотой равной высоте капиллярного поднятия или опускания:

,

или

,

где - плотность пара.

Если (вогнутая поверхность), то , т.е. давление над вогнутой поверхностью в исходном состоянии больше, чем давление над плоской поверхностью (эта разность равна давлению поверхностного натяжения), если , то - давление над выпуклой поверхностью меньше, чем над плоской, находящейся на том же уровне.

В зависимости давления пара от кривизны поверхности заключается природа явлений перегрева и переохлаждения – метастабильных состояний.

Рассмотрим в качестве примера, пересыщенный пар, когда пар сохраняет газообразное состояние в условиях, при которых он уже должен перейти в жидкое состояние.

Пересыщенный пар, находящейся над плоской поверхностью жидкости из которой он образован, моментально конденсируется. Если жетакая поверхность отсутствует, то его конденсация должна начаться с образования маленьких капель, поверхность которых выпукла. Но пар, пересыщенный относительно плоской поверхности, может оказаться не пересыщенным, относительно выпуклой поверхности и случайно образовавшаяся маленькая капля будет неустойчива – рассосется. Если же случайно в паре образуется капля на столько большая, что относительно нее пар окажется пересыщенным, то начнется его конденсация. В ряде случаев образование таких больших капель маловероятно и поэтому такое метастабильное состояние как пересыщенный пар может существовать достаточно долго.

Дата добавления: 2014-01-05