wd wp Пошук: ⬜

Перагрэтая вадкасць

Перагрэтая (метастабільная) вадкасць - вадкасць, нагрэтая вышэй тэмпературы кіпення. Перагрэтая вадкасць з’яўляецца прыкладам метастабільнага стану, у шэрагу энергетычных і тэхналагічных рэжымаў выклікае такія спецыфічныя дынамічныя з’явы, як выбуханебяспечнае закіпанне за кошт назапашанага цяпла, няўстойлівасць паверхні падзелу вадкасць-пара, фарміраванне фронту фазавага пераходу.

Існаванне перагрэтых (метастабільных) станаў звязана з абцяжараным пачатковай стадыі фазавага пераходу першага роду. Перарывісты характар пераходу (

d S ≠ 0

{\displaystyle dS\neq 0}

$\{\displaystyle dS\neq 0\}$ ,

d v ≠ 0

{\displaystyle dv\neq 0}

$\{\displaystyle dv\neq 0\}$ ; тут

{\displaystyle S}

$\{\displaystyle S\}$ - удзельная энтрапія,

{\displaystyle v}

$\{\displaystyle v\}$ - удзельны аб’ём) выключае магчымасць ператварэння адначасова ва ўсёй масе рэчывы паблізу раўнавагі. Фазавы пераход пачынаецца ў асобных «пунктах» аднастайнай сістэмы, гэтыя пункты павінны задавальняць умове

{\displaystyle R>R_{r}}

$\{\displaystyle R>R_\{r\}\}$ (

{\displaystyle R}

$\{\displaystyle R\}$ — радыус зародка,

{\displaystyle R_{r}}

$\{\displaystyle R_\{r\}\}$ — радыус крытычнага зародка) - тады рост новай фазы суправаджаецца змяншэннем тэрмадынамічнага патэнцыялу.

Характарыстыкай патэнцыйнага бар’ера, які трэба пераадолець зародку для дасягнення крытычнага памеру, ёсць праца утварэння крытычнага зародка:

W

1 2

V (

− P )

(

1 −

)

{\displaystyle W={\frac {1}{2}}V(P_{s}-P)\left(1-{\frac {v_{1}}{v_{2}}}\right),}

$\{\displaystyle W=\{\frac \{1\}\{2\}\}V(P_\{s\}-P)\left(1-\{\frac \{v_\{1\}\}\{v_\{2\}\}\}\right),\}$

V

4 3

{\displaystyle V={\frac {4}{3}}\pi R_{k}^{3},}

$\{\displaystyle V=\{\frac \{4\}\{3\}\}\pi R_\{k\}^\{3\},\}$ дзе

{\displaystyle V}

$\{\displaystyle V\}$ — аб’ём крытычнай бурбалкі,

{\displaystyle R_{k}}

$\{\displaystyle R_\{k\}\}$ — радыус крытычнай бурбалкі,

{\displaystyle P_{s}}

$\{\displaystyle P_\{s\}\}$ — ціск пару на лініі насычэння (пры дадзенай

{\displaystyle T}

$\{\displaystyle T\}$ ),

{\displaystyle P}

$\{\displaystyle P\}$ — ціск у вадкасці,

{\displaystyle v_{1}}

$\{\displaystyle v_\{1\}\}$ — уздельны аб’ём вадкасці,

{\displaystyle v_{2}}

$\{\displaystyle v_\{2\}\}$ — удзельны аб’ём пара.

{\displaystyle W}

$\{\displaystyle W\}$ таксама можна запісаць праз раўнаважкія ўласцівасці:

W

16 π

3 (

− P

)

(

1 −

)

{\displaystyle W={\frac {16\pi D^{3}}{3(P_{s}-P)^{2}\left(1-{\dfrac {v_{1}}{v_{2}}}\right)^{2}}},}

$\{\displaystyle W=\{\frac \{16\pi D^\{3\}\}\{3(P_\{s\}-P)^\{2\}\left(1-\{\dfrac \{v_\{1\}\}\{v_\{2\}\}\}\right)^\{2\}\}\},\}$ где

{\displaystyle D}

$\{\displaystyle D\}$ — каэфіцыент паверхневага нацяжэння.

Прыклады

Аргон, атмасферны ціск:

    Тнасычэння = -186 °C
    Тдасягальнага перагрэву = -142 °C.

Як бачна, на вопыце дасягаецца перагрэў ў 44 градуса.

Вада дазваляе ўстойлівы перагрэў да 200 °C. Нагрэтая да 300 °C вада можа існаваць у вадкім стане пры атмасферным ціску на працягу часу парадку мікрасекунд. [1]

Гл. таксама

Расцягнутая вадкасць

Зноскі

↑ «Наука Урала» № 12. Май 2009

Спасылкі

Перегретая жидкость на YouTube. В. И. Гервидс. НИЯУ МИФИ (10.03.2011). — Физические демонстрации.

Тэмы гэтай старонкі (2):
Катэгорыя·Тэрмадынаміка
Катэгорыя·Вадкасць