Знаймо

Додати знання

приховати рекламу

Цей текст може містити помилки.

Перегріта рідина



План:


Введення

Ізотерми реального газу (схематично)

Сині - ізотерми при температурі нижче критичної. Зелені ділянки на них - метастабільні стану.

Ділянка лівіше точки F - нормальна рідина.
Точка F - точка кипіння.
Пряма FG - рівновага рідкої і газоподібної фази.
Ділянка FA - перегріта рідина.
Ділянка F'A - розтягнута рідина (p <0).
Ділянка AC - аналітичне продовження ізотерми, фізично неможливий.
Ділянка CG - переохолоджений пар.
Точка G - точка роси.
Ділянка правіше точки G - нормальний газ.
Площі фігури FAB і GCB рівні.

Червона - критична ізотерма.
K - критична точка.

Блакитні - надкритичні ізотерми

Перегріта (метастабільна) рідина - рідина, нагріта вище температури кипіння. Перегріта рідина є прикладом метастабільного стану, в ряді енергетичних та технологічних режимів викликає такі специфічні динамічні явища, як вибухоподібне скипання за рахунок запасеного тепла, нестійкість поверхні розділу рідина-пар, формування фронту фазового переходу.

Існування перегрітих (метастабільних) станів пов'язане з утрудненістю початковій стадії фазового переходу першого роду. Переривчастий характер переходу ( dS \ neq 0 , dv \ neq 0 ; Тут S - Питома ентропія, v - Питомий обсяг) виключає можливість перетворення одночасно у всій масі речовини поблизу рівноваги. Фазовий перехід починається в окремих "точках" однорідної системи, ці точки повинні задовольняти умові R> R r ( R - Радіус зародка, R r - Радіус критичного зародка) - тоді зростання нової фази супроводжується зменшенням термодинамічного потенціалу.

Характеристикою потенційного бар'єра, який треба подолати зародку для досягнення критичного розміру, є робота освіти критичного зародка:

W = \ frac {1} {2} V (P_s-P) \ left (1 - \ frac {v_1} {v_2} \ right),
V = \ frac {4} {3} \ pi R_k ^ 3,

де

  • V - Обсяг критичного бульбашки,
  • R k - Радіус критичного бульбашки,
  • P s - Тиск пари на лінії насичення (при даній T ),
  • P - Тиск в рідині,
  • v 1 - Питомий об'єм рідини,
  • v 2 - Питомий об'єм пари.

W також можна записати через рівноважні властивості:

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

де D - Коефіцієнт поверхневого натягу.


1. Приклади

Аргон, атмосферний тиск:

  • Т насичення = -186 C
  • Т досяжного перегріву = -142 C.

Як видно, на досвіді досягається перегрів в 44 градуси.

Вода дозволяє стійкий перегрів до 200 C. Нагріта до 300 C вода може існувати в рідкому стані при атмосферному тиску протягом часу порядку мікросекунд. [1]


Примітки

  1. "Наука Уралу" № 12. Травень 2009

Література

В. Е. Виноградов Дослідження скипання перегрітих і розтягнутих рідин - elar.usu.ru/bitstream/1234.56789/942/1/urgu0423s.pdf (Автореферат дисертації на здобуття наукового ступеня доктора фізико-математичних наук) 43. Інститут теплофізики Уральського відділення РАН (2006). Статичний - www.webcitation.org/618QClASU з першоджерела 22 серпня 2011.


Цей текст може містити помилки.

Схожі роботи | скачати

Схожі роботи:
Перегріта пара
Рідина
Рідина на Титані
Краплинна рідина
Іонна рідина
Фермі-рідина
Надкритична рідина
Синовіальна рідина
Переохолоджена рідина
© Усі права захищені
написати до нас
Рейтинг@Mail.ru