Перагрэтая вадкасць

Перагрэтая (метастабільная) вадкасць - вадкасць, нагрэтая вышэй тэмпературы кіпення. Перагрэтая вадкасць з'яўляецца прыкладам метастабільнага стану, у шэрагу энергетычных і тэхналагічных рэжымаў выклікае такія спецыфічныя дынамічныя з'явы, як выбуханебяспечнае закіпанне за кошт назапашанага цяпла, няўстойлівасць паверхні падзелу вадкасць-пара, фарміраванне фронту фазавага пераходу.

Існаванне перагрэтых (метастабільных) станаў звязана з абцяжараным пачатковай стадыі фазавага пераходу першага роду. Перарывісты характар пераходу ( $dS\neq 0$ , $dv\neq 0$ ; тут $S$ - удзельная энтрапія, $v$ - удзельны аб'ём) выключае магчымасць ператварэння адначасова ва ўсёй масе рэчывы паблізу раўнавагі. Фазавы пераход пачынаецца ў асобных «пунктах» аднастайнай сістэмы, гэтыя пункты павінны задавальняць умове $R>R_{r}$ ( $R$ — радыус зародка, $R_{r}$ — радыус крытычнага зародка) - тады рост новай фазы суправаджаецца змяншэннем тэрмадынамічнага патэнцыялу.

Характарыстыкай патэнцыйнага бар'ера, які трэба пераадолець зародку для дасягнення крытычнага памеру, ёсць праца утварэння крытычнага зародка:

W={\frac {1}{2}}V(P_{s}-P)\left(1-{\frac {v_{1}}{v_{2}}}\right),

V={\frac {4}{3}}\pi R_{k}^{3},

дзе

$V$ — аб'ём крытычнай бурбалкі,
$R_{k}$ — радыус крытычнай бурбалкі,
$P_{s}$ — ціск пару на лініі насычэння (пры дадзенай $T$ ),
$P$ — ціск у вадкасці,
$v_{1}$ — уздельны аб'ём вадкасці,
$v_{2}$ — удзельны аб'ём пара.

$W$ таксама можна запісаць праз раўнаважкія ўласцівасці:

W={\frac {16\pi D^{3}}{3(P_{s}-P)^{2}\left(1-{\dfrac {v_{1}}{v_{2}}}\right)^{2}}},

где $D$ — каэфіцыент паверхневага нацяжэння.

Прыклады[правіць | правіць зыходнік]

Аргон, атмасферны ціск:

    Т_{насычэння} = -186 °C
    Т_{дасягальнага перагрэву} = -142 °C.

Як бачна, на вопыце дасягаецца перагрэў ў 44 градуса.

Вада дазваляе ўстойлівы перагрэў да 200 °C. Нагрэтая да 300 °C вада можа існаваць у вадкім стане пры атмасферным ціску на працягу часу парадку мікрасекунд. ^[1]