Физика

Объяснен температурный разрыв в процессе испарения воды

Layne Kennedy/Getty Images

Сотрудники Хьюстонского университета построили модель физических процессов, происходящих при испарении воды, и смогли выяснить природу температурного разрыва в точке соприкосновения воды и пара. Статья об открытии была опубликована в журнале Journal of Physical Chemistry C.

Впервые о разрыве между температурами пара и поверхности воды заговорили в 1999 году. Тогда ученые провели соответствующие измерения, но не смогли объяснить явления ни с помощью классической кинетической теории, ни с использованием неравновесной термодинамики.

В новом исследовании физики Хьюстонского университета нашли объяснение этим экспериментальным результатам. Для этого ученые сначала попытались решить проблему с помощью лабораторных экспериментов, но не смогли получить необходимое пространственное разрешение для окончательного ответа. 

Тогда авторы применили вычислительный подход, чтобы смоделировать свойства жидкости и пара на границе раздела фаз на расстояниях порядка нескольких длин молекулы воды. В рамках своей работы ученые смогли решить кинетическое уравнение Больцмана, используя метод Монте-Карло. В результате исследователи выяснили, что температурные разрывы сильно зависят от граничных условий на границе раздела со стороны пара и не отражают межфазное состояние.

Выводы исследования позволят ученым более точно моделировать работу всех систем, основанных на испарении. Новые знания найдут применение в энергетике, электронике, фотонике и других областях.

Понравился материал? Добавьте Indicator.Ru в «Мои источники» Яндекс.Новостей и читайте нас чаще.