Перегретая жидкость.

[Mitrandir]

Перегретая жидкость получается при нагреве воды выше температуры кипения, следовательно фазы кипения нет(нет центров парообразования)
Но почему их нет, или как образуются пузырьки? Как именно происходит процесс парообразования в жидкости?
Просветите кто нибудь, или посоветуйте литературу.

[Munin]

Кажется, ключевое слово было "центры кипения" и "зародышевые пузырьки" (последнее очень смутно помнится). Это неровности на поверхности сосуда, прилипшие на неё стенки другого газа (воздуха), пылинки в самой жидкости, иногда звуковые волны, и с увеличением перегретости - всё более и более мелкие неоднородности, доходя даже до ионизационных следов пролетающих через жидкость элементарных частиц. В определённый момент хватает термодинамических флуктуаций плотности и температуры, и тогда перегретая жидкость всё равно вскипает.

Если рассмотреть пузырёк, то за счёт поверхностного давления давление пара в нём выше, чем просто в равновесии жидкость - пар при заданной температуре. Поэтому маленькие пузырьки стремятся схлопнуться. Большие - разрастаются. Критический радиус тем меньше, чем больше перегретость жидкости.

Ещё смутно помнится, был обзор в УФН.

[druggist]

ЛЛ V "Статистическая Механика". Часть 1, §162. Образование зародышей при фазовых переходах

[Munin]

(Оффтоп)

Чтобы набрать значок параграфа §, надо нажать Alt, и не отпуская, на правой цифровой панели набрать 0167. Удобно запомнить в паре с другой комбинацией: Alt+0176 даёт значок градуса °.

[arseniiv]

(В добавление.)

А ещё можно использовать AutoHotkey, но я и сам пока никак не начну.

[Munin]

(Оффтоп)

А это что такое?

P. S. А мой способ даже за чужим компом работает, воть!

[arseniiv]

(2 Munin.)

Программка, которая позволяет назначить сочетаниям клавиш символы, которые будут посылаться в активное окно, и ещё делать автозамену строк при вводе (например, ... или \dots на …). Для этого пишется один или несколько (их можно включать по надобности) сценариев, которые она исполняет на фоне. Язык достаточно мощный, много всякиз возможностей. Можно вместо ввода символов открывать программы и пр..

Сайт.

[Ilia_]

Посмотрите книгу Скрипова "Метастабильная жидкость". Правда, найти её в интернете я не смог, но вполне доступна и другая книга "Теплофизические свойства жидкостей в метастабильном состоянии".

Да, и ЛЛ пролистать, конечно же, будет не лишним.

[obar]

Munin в сообщении #571025 писал(а):

Если рассмотреть пузырёк, то за счёт поверхностного давления давление пара в нём выше, чем просто в равновесии жидкость - пар при заданной температуре.

На самом деле все наоборот: давление насыщенного пара внутри пузырька меньше, чем над плоской поверхностью (при той же температуре). Именно поэтому мелкие пузырьки схлопываются, а центром параобразования может стать лишь пузырек, размер которого больше некоторого критического (этот размер тем больше, чем больше температура перегретой жидкости). Что же касается самих пузырьков, то они могут появляться флуктуационно (но для малой температуры перегретости вероятность такой флуктуации мала) или за счет растворенного в жидкости газа. При повышении температуры растворенный газ становится перенасыщенным и начинает выделяться на стенках сосуда (растворимость газа уменьшается с увеличением температуры).

[Munin]

obar в сообщении #571852 писал(а):

На самом деле все наоборот: давление насыщенного пара внутри пузырька меньше, чем над плоской поверхностью (при той же температуре).

Мы разными языками пытаемся выразить одно и то же. Я согласен, что я коряво выразился, но мне кажется, говорить о "давлении насыщенного пара над поверхностью" тоже некорректно: давление насыщенного пара - функция только температуры. Просто поверхность пузырька создаёт добавочное давление на его содержимое, по сравнению с давлением в окружающей жидкости. И это суммарное давление оказывается выше или ниже давления насыщенного пара $P_{\text{нас}}(T)$ при данной $T>T_{\text{кип}}.$ Где $T_{\text{кип}}$ определяется из условия $P_{\text{нас}}(T_{\text{кип}})=P_{\text{атм}},$ а отличием давления в толще жидкости от атмосферного пренебрегаем.

obar в сообщении #571852 писал(а):

Что же касается самих пузырьков, то они могут появляться флуктуационно (но для малой температуры перегретости вероятность такой флуктуации мала) или за счет растворенного в жидкости газа.

Газу, чтобы выделиться из раствора, тоже нужна флуктуация. Собственно, выделение растворённого газа подобно кипению, только сложнее за счёт стехиометрии: когда растворённый газ выделяется в пузырёк, окружающая жидкость обедняется этим газом, и восполняет его только за счёт диффузии или конвекции (когда пузырёк движется относительно толщи жидкости).

[obar]

Munin в сообщении #571865 писал(а):

говорить о "давлении насыщенного пара над поверхностью" тоже некорректно: давление насыщенного пара - функция только температуры.

Ну почему же некорректно? Помоему вполне корректно. А давление насыщенного пара оказывается функцией не только температуры, но зависит еще и от растворенных в ней веществ (про зависимость от кривизны уже говорилось).

[Munin]

Нет. Давление насыщенного пара - понимается в парциальном смысле.

Хотя... Если про то, что конденсация одной жидкости в капельки тумана подразумевает моментальное растворение в них других веществ газовой фазы...

[VictorVM]

Пузырьки, пузырьки . Проще увеличить силу тяжести в молекулах на вращающейся поверхности при кипении. Т.е. увеличится температура кипения и энтальпия за счет необходимости противодействовать центробежной силе инерции при их отрыве с поверхности кипения (проверил опытом до 112 гр.С при 425*g). Правда это противоречит 2 закону термодинамики .

[zask]

Mitrandir в сообщении #570975 писал(а):

Но почему их нет, или как образуются пузырьки?

Речь идет о вероятности. Вероятность образования критического зародыша очень сильно зависит от пересыщения. Соответственно, задача сводится к времени ожидания. При любом сколь угодно малом пересыщении Вы дождетесь, в конце-концов (теоретически) фазового перехода. Но понятно, что проще посильнее подогреть жидкость или ввести в нее гетерогенную примесь.

druggist в сообщении #571057 писал(а):

ЛЛ V "Статистическая Механика". Часть 1, §162.

Все-таки учебник ЛЛ называется "Статистическая физика".

obar в сообщении #571852 писал(а):

этот размер тем больше, чем больше температура перегретой жидкости)

Все-таки, размер критического зародыша тем меньше, чем больше температура перегретой жидкости.

[VictorVM]

Нет пузырьков. Кипение происходит скачками послойно 1-2 грамма. Поверхность подвода тепла имела зеркальный блеск. Т.е. распространение тепла в массе идет теплопроводностью и отрыв с поверхности послойно .