Explosive Kochen oder Phasenexplosion

In der Thermodynamik ist explosiv Siede- oder Phasen Ausbruch eine Methode, bei der ein überhitzter metastabilen Flüssigkeit erfährt eine explosive Flüssigkeit-Dampf-Phasenübergang in einer stabilen Zweiphasenzustand aufgrund einer massiven homogenen Keim von Dampfblasen. Dieses Konzept wurde von MM Martynyuk im Jahr 1976 Pionierarbeit geleistet und dann später von Fucke und Seydel fortgeschritten.

Mechanismus

Explosiv Sieden am besten durch eine PT-Phasendiagramm beschrieben. Bild rechts zeigt einen typischen pT Phasendiagramm eines Stoffes. Die binodale Leitung oder die Koexistenzkurve ist eine thermodynamische Zustand, in dem zu diesem bestimmten Temperatur und Druck, Flüssigkeit und Dampf nebeneinander existieren können. Spinodale Linie rechts ist die Grenze der absoluten Instabilität einer Lösung zur Zerlegung in mehrere Phasen. Eine typische Erwärmungsprozess wird mit roter Tinte angezeigt.

Wenn der Erwärmungsprozess relativ langsam ist, hat die Flüssigkeit genügend Zeit, um einen Gleichgewichtszustand zu entspannen und die Flüssigkeit folgt der binodalen Kurve ist die Clausius-Clapeyron noch gültig ist. Während dieser Zeit heterogenen Verdampfung erfolgt in der Substanz mit Blasen Nukleierungsmittel von Störstellen, Oberflächen, Korngrenzen usw.

Auf der anderen Seite, wenn der Erwärmungsvorgang ist schnell genug, dass die Substanz nicht binodale Kurve durch heterogene Siedetemperatur erreicht, wird die Flüssigkeit überhitzt dessen Temperatur über dem Siedepunkt bei einem gegebenen Druck. System verschiebt sich dann vom binodale und weiterhin die rote Kurve folgen und damit Ansätze für spinodale. In der Nähe der kritischen Temperatur thermodynamischen Eigenschaften wie spezifische Wärme, Dichte variiert schnell wie auf der Abbildung rechts gezeigt. Dichte und Entropie erfährt größte Fluktuation. Während dieser Zeit ist es möglich, eine große Dichtefluktuation in einem sehr kleinen Volumen haben. Diese Schwankung der Dichte führt zur Keimbildung von einer Blase. Die Blasenbildung Prozess tritt homogen überall in der Substanz. Die Rate der Blasenbildung und Dampf Kugel Wachstum exponentiell näher an der kritischen Temperatur. Die zunehmende Keimbildung verhindert, dass das System nicht in den der spinodalen. Wenn der Blasenradius die kritische Größe erreicht, es wächst weiter und schließlich explodiert resultierende eine Mischung aus Gas und Tröpfchen, die als explosionsgefährlich Kochen oder Phasenexplosion bezeichnet wird.

Zu Beginn wurde explosive siedende Martynyuk verwendet, um die kritische Temperatur von Metallen zu berechnen. Er benutzte elektrische Widerstand zu erwärmen Metalldraht. Später explosive Sieden wurde festgestellt, auftreten, während die Verwendung von ultraschnellen Femtosekundenlaserabtragung. Obwohl diese Art von explosiven Siedepunkt sollte durch einen Mechanismus auftreten, wodurch die Temperatur der Flüssigkeit wird schnell in der Nähe der kritischen Temperatur der Substanz erhöht.

(0)
(0)
Kommentare - 0
Keine Kommentare

Fügen Sie einen Kommentar

smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile smile smile smile smile
smile smile smile smile
Zeichen übrig: 3000
captcha