При каких температурах будет испаряться вода из цилиндрических пор диаметром 0,1 мкм при влажности98 \% ? Зависимость поверхностного натяжения воды (в мДж/ { }2 ) от температуры (в { }° C ) можно аппроксимировать уравнением: σ(T)=76,087-0,1677 × Т. Вода полностью смачивает твердую поверхность при всех температурах, плотность воды принять постоянной и равной 1 г/см { }3.
Ниже приведён пошаговый разбор задачи и конечный ответ.
──────────────────────────────
Нам дан цилиндрический пор с диаметром d = 0,1 мкм (то есть радиус r = d/2 = 0,05 мкм = 5×10⁻⁸ м). В условиях относительной влажности 98 % из пор может испаряться жидкость, если при данной кривизне мениска равновесное давление пара оказывается выше давления, поддерживаемого жидкой фазой в поре. Для описания равновесия используют уравнение Кельвина. Так как вода полностью смачивает твердую поверхность (θ = 0°), для цилиндрической кривизны уравнение Кельвина имеет вид
ln(P/P₀) = – [Vₗ·γ(T)] / ...