Возникновение спонтанного зародыша как случайное событие

Если система находится в метастабильном состоянии, то рано или поздно она перейдет в термодинамически устойчивое состояние, которое зависит от наложенных на систему связей. Направление необратимого процесса предопределено вторым законом термодинамики. Распад метастабильной системы требует активации. Этим он отличается от более простых случаев, например, температурной релаксации. Первое характерное время есть время ожидания жизнеспособного зародыша т в метастабильной системе. Будем предполагать гомогенную нуклеацию. Во многих практически интересных случаях нуклеацию можно рассматривать как стационарный процесс при неизменном состоянии метастабильной фазы. Поскольку спонтанное возникновение зародыша является случайным событием, то определенный физический смысл имеет среднее время ожидания зародыша. Обозначим его т. Для перегретой жидкости и пересыш енного пара теория предсказывает очень резкую зависимость величины х от глубины вторжения в метастабильную область. Изменению температуры жидкости на градус может соответствовать изменение т на 3—4 порядка. Величина / = (т) является частотой зародышеобразования, т. е. средним числом зародышей, образующихся в системе за 1 сек. Удобно относить J к единице объема метастабильной фазы [c.25]

В большинстве работ по изучению гомогенной нуклеации не используются методики измерений и обработки результатов, которые учитывали бы вероятностный характер спонтанного вскипания. Авторы ограничиваются регистрацией в серии опытов наибольшего перегрева. В этом случае снижается надежность результата и теряется ценная дополнительная информация. Хотя Ваке-шжма и Таката при массовом повторении наблюдений брали для температуры взрыва капелек некоторое среднее значение, они не проводили статистической обработки данных, не пытались выявить температурную зависимость частоты появления зародышей. Между тем ясно, что возникновение в метастабильной фазе спонтанного зародыша является случайным событием. При достаточно высокой чистоте системы и неизменных внешних условиях нуклеация характеризуется определенным и воспроизводимым средним временем ожидания зародыша т. При большом числе наблюдений распределение времен ожидания т (их можно назвать пустыми интервалами) нетрудно получить из распределения Пуассона [104—106]. Оно предполагает независимость наступления события в момент т от истории событий в предшествуюш,ие моменты времени. Вероятность отдельного события за малый промежуток времени т, т + Ат считается равной ХАт, где % — некоторый параметр. Распределение Пуассона является предельной формой биномиального распределения и дает вероятность того, что в интервале (О, т) произойдет тп событий [c.100]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...