Оглавление:
Конденсация электрически заряженных капель
- Если электрический заряд возникает на капле в паре, то его присутствие сильно влияет на конденсацию паров, и он растет даже на самых маленьких капельках. Влияние электрического заряда на конденсацию играет определенную роль в конденсации водяного пара в атмосфере в облака и туман, особенно во время дождя или молнии. Когда ионы спарены, конденсат пара использован в камере Уилсона, которая важный физический прибор.
Влияние заряда на соосаждение обусловлено тем, что в этом случае, помимо объемного и поверхностного слагаемых свободной энергии, энергия электрического поля также зависит от величины droplets. In контраст к поверхностному натяжению, присутсвию зарядов и in-situ энергии, повышает конденсацию. Термодинамический потенциал системы, состоящей из пара и 1 капли, можно описать следующим образом: ₍=ТДД+ ПТ > ₍) + тг ( / ,+ру1) + а + р, (3.106） Где^ ^ — свободная энергия электрического поля. e, предполагая, что диэлектрическая проницаемость пара равна 1, (§ 14) f dV + f dV,(3.107）.
Это формула дж. дж. Томсона (он предполагал, что заряд распределяется по поверхности капли, так что вместо 1-1 / в ней будет 1. Людмила Фирмаль
Где E-напряженность поля, V и V-объем капель и паров. Капля имеет форму шара. Я считаю, что в капле есть 1 концентрированный заряд e (Ион).Если заряд находится в центре капли (101, поэтому это положение соответствует равновесию), то необходимо рассчитать расстояние между ними points. In в этом случае электрическое поле E является радиальным、 Е = — ^ з Свободная энергия Где A-радиус Итак, свободная энергия электричества ¥ «〜*1₂Д /е ⁾ + const. вы можете видеть, что f отличается от того, когда он не заряжен Единственное как то зависит Кроме того, R-зависимая формула aS + Chga.
Поэтому вы можете использовать формулы (3.85), ((3.91) и (3.93) из предыдущего раздела, чтобы заменить aS + T. условие dp / dog = 0 дает вам p1 = p, Как упоминалось ранее. Для условий dp / di,= = 0, (3.91) Ads / dR замена (а + ва)= 8lAa- Теперь мы получаем П1-П + — С . Это связано с тем, что Е дает небольшую разницу для жидкости, равную единице числа). выражение dF / dt с заменой aS + 4rₛ на aS имеет следующий вид: (3.108） (3.109）.
Поэтому при введении определенного термодинамического потенциала, как и раньше、 = 1i_16 (Р1) -₽» (₽）• (3.110） Формула(3.108) показывает, что для очень малых капель всегда pi p. In кроме того, разница между p и p может быть очень большой. Таким образом, не только пересыщенный пар в случае fdr)₽i (p), но иP в случае очень малых заряженных капель достаточно малого радиуса, для P), для pi (p), ненасыщенность в случае пара EF / Et, минус, и такая капля становится large. It является ли это явление, которое используется в Wilson chamber. As как только появляются ионы, пар конденсируется.
- Поведение заряженных капель большего размера зависит от того, насколько давление p отличается от давления насыщенного пара . Для изучения этого вопроса приведены формулы для степенных рядов p (J)t P) — p-p и p-p. Следующий、 ДФ / ДМ =(р * — р) (1> 1-р») +(п-п) Пи. Введение в нотацию Р’. (3.111） (L ’ зависит от свойств жидкости и заряда капель, но не от давления пара), можно записать уравнение (3.111) следующим образом: Пи-Пи Максимальное значение этого выражения равно Л= R, а максимальное значение p,-p равно — П. Значение DF / dt, доступное для записи.
Если это максимальное значение dF / dzn, то df / dt₁ очевидно отрицательно для всех значений R… (P-P>) (1 (3.112） Поэтому, когда происходит достаточное перенасыщение, капли любого размера grow. It является ли эта область пересыщения, которая используется, когда камера Вильсона works. In в этом случае появление ионов сразу же , то есть, Глава. (П-П>）- (3.13） А при R = 0 величина dF / dm, которая равна0, существует H, где dF / dm disappears. In кроме того, если пара перенасыщена, т. е. p> p», dP / dtx исчезнет в 2 других случаях:: ЯЯ and==₂.In в этом случае значение R — * > LF / 3 / n снова будет отрицательным.
Вызывает бесконечный рост конденсации и электрификации пара если максимальное значение df / dt положительное. Людмила Фирмаль
Если мы найдем эти значения R, то решим уравнение общего образования / dmt = 0. Я введу обозначения Через H критический радиус равен indicated. It падает при том же давлении пара, когда отсутствует заряд[1 по формуле (3.105).Для этих переменных, по (3.112), уравнения dF / dt и −0 сводятся к уравнениям 4-го порядка. х’-4х + 4Б-0. (3.114） для b 3/4/ » для (3/4), когда, то есть для сильного пересыщенного пара, который не является сверхразмерным, уравнение (3.114), как вы можете видеть, имеет 2 положительных положительных корня x и x1.
Близко к 6 из них, еще 1 k> ^ 4 [111： * ₁ = B(1+/& -/ -…), x、-| 4（1- ^-…). Эти маршруты соответствуют наклонам Self, » I » и Lg-0.63 Я. Если значение R-R, то значение Ф имеет mippmum и значение==]] — это maximum. So, в рассматриваемом случае(если R больше R, то B-ось3/4) падение радиуса R> R всегда будет больше, так как величина dp / dm всегда negative. In в этом случае значение H играет роль критического радиуса, определяющего размер намеренно растущего падения. Однако, в отличие от незаряженных капель, здесь капли, радиус которых меньше I, только уменьшаются до определенного предела.
Потому что, если— » 0, то значение Φ увеличивается. Для ненасыщенного пара, для B 0, уравнение х-4х + 4Б-0 Есть только 1 положительный действительный корень, который, как правило, х а п п, И если x увеличивается, вы можете увидеть, что корень х стр. Он растет в неограниченных количествах. Так, для ненасыщенных паров, F имеет минимальное значение. если p мало-p равно I = I>.Увеличение радиуса p, — P Р уменьшается. Капельки воды с большим радиусом, чем у меня, всегда испаряются. Для всех 3 случаев, показанных на рисунке 13.
Сильный. Пара, p> p и 0 b 3/4(т. е. I (4/3) I’), па па яя».Больше、 Область метастабильной капли со значением радиуса вблизи H ’ равна formed. In в случае ненасыщенного пара стабильное состояние заряда > капель является Ла, равный по размеру Рисунок 13. Это я.1 элементарный заряд (или небольшой заряд Рисунок 13. lu их), моя ценность очень Маленький. Например, в случае водяного пара,» около 10 дюймов » см, здесь это уже невозможно Значения (разложениеp(p) в ряд является приближенным, поэтому все формулы верны только качественно).
Смотрите также:
