Перегрев жидкости

Кипение жидкости может происходить только в том случае, если в ней могут образовываться пузырьки. Это возможно, если жидкость содержит растворенные посторонние газы. Также и образование капель возможно при наличии центров конденсации (аэрозоли, ионы и т.п.). При отсутствии центров конденсации можно получить пересыщенный пар. При отсутствии центров парообразования - перегретую жидкость. Возможность эта связана с дополнительным давлением, которое жидкость испытывает под кривой поверхностью. Сферическая поверхность жидкости, окружающая пузырек, стремиться сократиться. Возникающее давление равно: и направлено к центру пузырька. Оно добавляется к внешнему давлению и гидростатическому давлению, которые стремятся раздавить пузырек. При малых размерах пузырька это дополнительное давление достигает значительной величины. Поэтому, если жидкость и стенки сосуда тщательно очищены от растворенных и адсорбированных газов, то образование пузырьков будет затруднено, и жидкость можно нагреть до температур, значительно выше обычной температуры кипения. Точнее жидкость можно перегреть до температуры, при которой упругость насыщенного пара в пузырьках не превышает внешнее давление плюс давление, вызванное кривизной поверхности самых малых пузырьков. При достаточно высоких температурах (относительно критической) вероятность образования флуктуации нужной плотности и размера становится вероятной, поэтому пузырьки будут образовываться и без центров парообразования. Жидкость будет кипеть, но в перегретом состоянии. Кипение перегретой жидкости происходит очень бурно, напоминая взрыв. При этом она быстро охлаждается до нормальной для данного давления температуры кипения. Для предотвращения перегрева в жидкость помещают пористые тела, из которых выделяются газы, становясь центрами парообразования.

Пересыщенный пар и перегретые жидкости используются в приборах, называемых соответственно камерой Вильсона и пузырьковой камерой. Эти приборы служат для регистрации быстрых частиц в атомной физике и физике элементарных частиц.

Дата добавления: 2014-01-07