БЕЗБАРЬЕРНОЕ ЗАРОДЫШЕОБРАЗОВАНИЕ НА НЕРАСТВОРИМЫХ ЯДРАХ КОНДЕНСАЦИИ



Характерным примером ядер конденсации, вызывающих образование зародышей при низких пересыщениях пара воды в атмосфере Земли, являются твердые смачиваемые частицы субмикронного размера. Ранее предполагали, что активность таких ядер обязана тому, что дорастание капли до критического размера начинается с размера ядра и требует меньшей энергии активации, чем при гомогенном зародышеобразовании, когда капля возникает с «нуля». Это, однако, не объясняло существования сверхнизких критических пересыщений.


1991-2000 гг. – описание роли поверхностных сил в тонких жидких пленках на ядрах




Ключевую роль для безбарьерного зародышеобразования на нерастворимых смачиваемых ядрах играет перекрытие поверхностных слоев на границах ядро-капля и капля-пар. Возникающее вследствие этого расклинивающее давление понижает химический потенциал молекулы конденсата, в то время как капиллярное давление его повышает. Борьба этих двух факторов приводит к появлению максимума в зависимости химического потенциала молекулы конденсата от размера капли, что и обеспечивает существование порога безбарьерного зародышеобразования при предельно низких пересыщениях пара.

Типичное при зародышеобразовании на смачиваемых ядрах поведение зависимости работы образования капли от числа молекул конденсата в капле. Кривые 1, 2, 3 и 4 иллюстрируют изменение активационного барьера с ростом пересыщения пара : 1 – (недосыщенный пар, ), 2 – (– пороговое значение пересыщения пара для безбарьерной зародышеобразования, барьерный процесс), 3 – и 4 – (, безбарьерный процесс).