|
Пересичена пара Лінії: Сині — ізотерми за температури нижчої від критичної. Зелені ділянки на них — метастабільні стани. Червона — критична ізотерма. Блакитні — надкритичні ізотерми. Точки: Точка F — точка кипіння. Точка K — критична точка. Точка G — точка роси. Ділянки: Ділянка, що лежить лівіше від точки F — нормальна рідина. Пряма FG — рівновага рідкої і газоподібної фази. Ділянка FA — перегріта рідина. Ділянка F′A — розтягнена рідина (p<0) Ділянка AC — аналітичне продовження ізотерми, фізично неможливий стан. Ділянка CG — пересичена (переохолоджена) пара. Ділянка, що лежить правіше від точки G — нормальний газ (перегріта пара). Примітка: Площі фігур FAB і GCB однакові. Переси́чена (перенаси́чена) па́ра (англ. supersaturated vapor) — пара, тиск якої перевищує тиск насиченої пари за даної температури[1]. Може отримуватися шляхом збільшення тиску пари в об'ємі, вільному від центрів конденсації (пилинок, іонів, краплинок рідини малих розмірів тощо). Інший спосіб отримання — охолодження насиченої пари за тих же умов. Насичену пару, отриману останнім способом, ще називають переохолодженою парою[2][3]. Крім того, іноді в літературі зустрічається термін перенасичена пара. Стан пересичення пари є метастабільним, тобто такий стан пари здатен існувати тривалий час, проте він є термодинамічно нестійким[4]. Так, при появі будь-яких центрів конденсації частина пари конденсується, тиск пари, яка залишилася падає, і вона переходить у стійкий стан насиченої пари над сконденсованою рідиною. Встановлюється динамічна рівновага між рідкою і газоподібною фазами. ЗастосуванняОхолодити пару і отримати в результаті пересичену пару можна шляхом швидкого розширення насиченої або навіть перегрітої пари у процесі, близькому до адіабатичного. При швидкому розширенні суттєвий теплообмін з навколишнім середовищем відбутись не встигає, тому у такому процесі пара охолоджується. Цей спосіб отримання пересиченої пари використовується у камері Вільсона — лабораторному пристрої, що призначений для візуалізації траєкторій заряджених часток[3]. Швидка заряджена частка[5], що влетіла в камеру, наповнену перенасиченою парою, при зіткненнях з молекулами газу викликає їх іонізацію. Іони, які утворюються, виступають в ролі центрів (зародків) конденсації, і пересичена пара, що знаходиться в камері, починає конденсуватися на них. Поступово в результаті конденсації розмір крапельок рідини збільшується, досягаючи розмірів порівнянних з довжиною хвилі світла і починають досить добре розсіювати видиме світло. Ці крапельки розташовуються ланцюжком (треком) вздовж траєкторії частинки, роблять її добре видимою і доступною для спостереження і фотографування. Після реєстрації треків частинок в камері Вільсона її необхідно знову активувати, тобто знову створити в ній пересичену пару. Це досягається підвищенням тиску в камері, наприклад, рухом поршня на стиск. При адіабатичному стисненні, що супроводжується нагріванням газу, пересичена або насичена пара переходить в перегріту пару, при цьому крихітні крапельки рідини, завислі в газі, швидко випаровуються. Подальше адіабатичне розширення газу в камері готує її до повторної реєстрації нових треків часток. Інший спосіб отримання пересиченої пари використовується в дифузійних камерах (вперше використана американським фізиком А. Лангсдорфом у 1936 році), призначених для тих же цілей, що і камера Вільсона. У цих камерах пересичення пари відбувається в результаті безперервного руху потоку пари від відносно гарячої кришки камери до підтримуваної при зниженій температурі поверхні дна. У просторі між кришкою і дном формується область наповнена пересиченою парою. Поблизу кришки — перегріта пара, поблизу дна — насичена пара. На відміну від камери Вільсона, в дифузійної камері пересичена пара існує постійно, тому вона може використовуватися для спостережень треків заряджених часток безперервно. Див. такожПримітки
Джерела
Посилання
|
Portal di Ensiklopedia Dunia
