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[物理現象] 凝結成滴

 

不知大家是否發現,桌上如果有許多水滴,過沒多久就會發現,沒有水滴了,只有一攤水。為什會這樣呢?因為水滴的表面張力大,會去找到最穩定的狀態,所以通常小水滴不易長存,並容易蒸發或聚集成於大水滴上。

然好奇的事 為何會蒸發 會凝結呢?

而我們從一開始小水滴談起 ,大家都知道小水滴,表面張力大。然表面張力的存在,會影響液面會對於凝結產生阻礙作用。 

下圖為我所繪的表面張力的影響:


 (explain)
在不同液面下對於A分子而言,所受的吸引力不同。例如在fig.A中凸面 A分子所受的吸引力小,較液掙脫氣化,而相較fig.C 所受的引力多對於A分子而言相較難以逃逸。所以在同溫下凸液面所要求的飽和蒸汽壓最大,而凹液面最小,中間的是平液面。由此可知小水滴為凸液面,氣體其實較易去脫離, 讓其本身變為較安定的平液面。

 

那想必之後你一定更好奇了,那為何又會凝結回去?

我們從Van der Waals equation 來看: 

VDW 方程式相對理想方程式,修正了許多事情 ,像本身的固有size 和相互作用的勢能,造成下圖中的差異 

(下方圖參維基百科)ideal氣體與van der Waals's氣體:


而我們又可從VDW 方程中探討出 臨界壓力 臨界體積的關係,由下圖可知(下方圖參維基百科)
 

在於臨界溫度下,會開始產生過飽和的狀況下,造成凝結的現象,直到氣液平衡。這也解釋了為何從小水滴蒸發出了氣體又會在凝結回去。

 

則過程中是由於亞穩定狀態之氣體(過飽和氣體),如在過飽和氣空間引入帶電微粒或塵埃,會以他為凝結中心凝結成滴,直到蒸氣質量減少,密度與強壓降至飽和狀態與液相平衡為止。

相反亞穩定狀態之液體(過飽和液體),如果有氣核存在,也就會發生蒸發或氣化以減少液體質量,直到與蒸氣平衡為止。

( 參下圖截至網路)





============================================================================

### 凝結成滴 ###

  • 實際上分子的引力作用距離只不過在10^(-7)厘米以內,所以只要曲率半徑很小的彎液面上方的飽和蒸汽壓才會汗水平液面的過飽和蒸汽壓有明顯的差異。
  • 小水滴凝結條件 : 較高的飽和氣壓 (因曲率半徑小)。
  • 大水滴凝結條件 : 較低的飽和氣壓(因曲率半徑大)。
  • 液滴曲率半徑條件 :

               -  臨界值rc    

               -  r<rc></rc>

               -   r>rc   液滴 於該氣壓達飽和而繼續凝結長大。

               ***  擁有適當的凝結中心和具有大於所處氣壓下所要求之臨界半徑。

  •  為從完全無序變成近程有序之狀態過程。          
  • 小水滴液氣化並液重新凝負於大水滴上。則其主要原因就是因小水滴曲率半徑小。
  • such as

                - 有時天空出現了一片烏雲,但往往知聽見雷聲卻不見雨。

                  而其因就是因雲成中心的小水滴太小,氣壓達不到過飽和狀態。

                  此時如果像雲成發射碘化銀類的粉末,作為凝結中心,使水滴的限度超過其臨界

                  半徑,便會很快凝結成雨滴落下,而就是所謂的 "人造雨"。

 

 

**************** 以上皆引用於"從微觀世界到宇宙演化" 一書****************

是不是很有趣呀,雖然只是一滴水~~~就有著大大的道理在唷!!!

跟人也是一樣的,大家都在尋求最佳的安定點。雖然沒半在一開始就找到,且也又會隨時間而蒸發消散。

但我們又會努力的再去尋求另一點 另一個理由 ,再去達到自己的心理平衡。

而只要達到這點,那又是最佳的熱力安定嚕!!! 當然,每個狀態都是很精采最漂亮的動作 !!!GOOD

 

因所學疏淺  也敬請指教!!!!


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