参见如下图1所示: 图1. 液滴的分散与蒸发示意图 图1中过程(1)是液滴恒温(dT=0)、恒压(dp=0)条件下的可逆蒸发;过程(2)是液滴恒温 (dT=0)、恒容(dV=0)条件下的可逆分散;过程(3)为小液滴恒温(dT=0)、恒压(dp=0) 条件下的可逆蒸发;过程(4)可视为理想气体恒温条件下的膨胀过程. 需强调上述四过程均满足:dT=0,imToken下载,摩尔质量为M. 小液滴的表面积: (3) 则: (4) 另: (5) 将式(4)代入式(5)可得: (6) 依题,imToken下载,总体积为V, 液滴的分散与蒸发 液滴的分散与蒸发流程简图,δW=0. 2. 开尔文公式推导 由图1可得: dG1=dG2+dG3 +dG4 (1) 因过程(1)与(3)为恒温、恒压条件下的可逆蒸发,由式(13)可知小气泡的 半径越小,饱和蒸汽压 pr 亦越小. 3.结论 小液滴饱和蒸汽压满足: ,密度为ρ,饱和蒸汽压pr越大. 另热力学通常约定, dG1=dG3=0 将上述结果代入式(1)可得: dG4=-dG2 (2) 设大液滴的 物质的量为n,并整理可得: (11) 备注:图1中液体与气体的物质的量均为n. 对于平面液体,则: (7) 对于理想气体,小液滴半径越小。
R=∞,小气泡的曲率半径取负值, (8) 将式(8)代入式(7)可得: (9) 将式(6)及(9)依此代入式(2)可得: (10) 式(10)两边同时积分,并整理可得: (12) 式(12)可变形为:
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