ПОИСК Статьи Чертежи Таблицы Термодинамика и кинетика процесса конденсации из "Физика ударных волн и высокотемпературных гидродинамических явлений " Степень конденсации монотонно возрастает вдоль адиабаты при увеличении объема. [c.457] Любопытно отметить, что при адиабатическом расширении вещества до бесконечности, У оо (и охлаждении до нуля температуры, Г 0), степень конденсации вдоль термодинамически равновесной адиабаты стремится к единице х- 1. [c.457] Иными словами, при неограниченном расширении вещества согласно законам термодинамики пар должен был бы полностью сконденсироваться. При адиабатическом расширении до определенного объема конденсируется только определенная часть пара. [c.457] В действительности, конечно, состояние вещества в процессе конденсации никогда не может точно следовать равновесной адиабате, оно только больше или меньше приближается к равновесному, причем тем ближе к равновесному, чем медленнее меняются внешние условия, т. о. чем медленнее происходит расширение. [c.457] Выше было уже отмечено, что центры конденсации зарождаются в основном сразу же после прохождения состояния насыщения, в момент достижения максимального пересыщения. После этого, если только расширение происходит не слишком быстро, ускоряющаяся конденсация снимает рост пересыщения и новые зародыши не появляются. Состояние вещества, пройдя через максимальное отклонение от равновесной адиабаты Д. Р. (рис. 8.14, максимальное переохлаждение), приближается к равновесному. [c.457] Однако степень переохлаждения не падает до нуля и фактическая адиабата Ф. А. никогда не достигает термодинамически равновесной Д. Р., проходя все время ниже последней. Конденсация теперь идет за счет роста капель. Одновременно протекают два процесса прямой — прилипание молекул пара к каплям — и обратный — испарение капель. Скорость роста капель (т. е. скорость конденсации) определяется разностью скоростей прямого и обратного процессов, причем она тем больш е, чем выше степень пересыщения. В насыщенном паре, т. е. на равновесной адиабате, прилипание и испарение в точности компенсируют друг друга и роста капель нет ). [c.457] В ходе конденсации степень пересыщения, регулируя баланс между прилипанием и испарением, автоматически подстраивается к процессу таким образом, чтобы существовал избыток прилипания над испарением и чтобы скорость конденсации следила за расширением вещества. В системе поддерживается состояние, близкое к равновесному, т. е. к насыщению. [c.457] Значительное отклонение от термодинамического равновесия может произойти лишь при очень сильном расширении, когда акты прилипания становятся слишком редкими. [c.458] при разлете паров в пустоту скорость прилипания, которая пропорциональна плотности пара, т. е. с некоторого момента уже не в состоянии следить за расширением конденсация прекращается, и остаток паров разлетается на бесконечность, вновь следуя адиабате Пуассона газа (рис. 8.14). Происходит закалка, т. е. на бесконечность разлетается вещество, не полностью сконденсировавшееся, как требуют законы термодинамики, а частично в виде газа, частично в виде капель конденсата (подробнее об этом см. в следующем параграфе). [c.458] При быстром расширении вещества конденсация не успевает следить за расширением и с самого начала состояние значительно отклоняется от термодинамически равновесного. При очень быстром расширении до определенного объема, как это имеет место в камере Вильсона, конденсация не успевает произойти за время расширения и начинается только после того, как расширение прекратилось. При очень быстром расширении в пустоту конденсация вообще не происходит и вещество разлетается на бесконечность в газовой фазе. Это соответствует наибольшему отклонению от термодинамического равновесия и максимальной закалке. [c.458] Вернуться к основной статье