Перегретая жидкость
Материал из Википедии — свободной энциклопедии
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:
,
- 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:
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.
