Перегретая жидкость

Перегре́тая (метастаби́льная) жи́дкость, является примером неравновесной системы, в ряде энергетических и технологических режимов вызывает такие специфические динамические явления, как взрывообразное вскипание за счет запасенного тепла, неустойчивость поверхности раздела жидкость-пар, формирование фронта фазового перехода.

Существование перегретых (метастабильных) состояний связано с затруднённостью начальной стадии фазового перехода первого рода. Прерывистый характер перехода (dS <> 0, dv <> 0 здесь S удельная энтропия, v удельный объём) исключает возможность превращения одновременно во всей массе вещества вблизи равновесия. Фазовый переход начинается в отдельных «точках» однородной системы, эти точки должны удовлетворять условию R > Rr (R — радиус зародыша, Rr — радиус критического зародыша) — тогда рост новой фазы сопровождается убылью термодинамического потенциала.

Характеристикой потенциального барьера, который нужно преодолеть зародышу, что бы преодолеть критический размер есть работа образования критического зародыша:

W=\frac{1}{2} V(P_s-P)(1-\frac{v_1}{v_2})

V=\frac{4}{3} \pi (R_k)^3,

  • V — объём критического пузырька
  • Rk — радиус критического пузырька
  • Ps — давление пара на линии насыщения (при данной T)
  • P — давление в жидкости
  • v1 — удельный объём жидкости
  • v2 — удельный объём пара

W так же можно записать через равновесные свойства:

W= 16 \pi \frac{D^3}{3 (P_s-P)^2 (1-\frac{v_1}{v_2})^2}

D — коэффициент поверхностного натяжения.


Для справки

Аргон, атмосферное давление:

  • Тнасыщения = −186 °C
  • Тдостижимого перегрева = −142 °C.

Как видно — на опыте достигается перегрев в 44 градуса.

 
Начальная страница  » 
А Б В Г Д Е Ж З И Й К Л М Н О П Р С Т У Ф Х Ц Ч Ш Щ Ы Э Ю Я
A B C D E F G H I J K L M N O P Q R S T U V W X Y Z
0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Home