Введение к работе
Актуальность исследований гетерогенных фазовых превгаяе-
іий воды во многом связана с различны.». приложениями, напри
мер, d геофизике, мерзлотоведении, физике тонких пленок,, по
лучении защитных покрытиП и т.ч. Изучение фазовых превращений
m поверхности инородного тела и термодинамики эароядсння мик-
зокписталла помимо практического аспекта представляет и теоре
тический интерес. Обычно, рассматривая фазовые переходы, не
учитывают адсорбцию, Между тем, много фактов указывает на то,
гго начальная стадия нуклеации кристалла происходит в адсорби
рованном слое. Выяснение роли адсорбции в нуклеации кристал-
юв, в часности льда, тесно связано с мімЕнчиєм локального
окружения зародыша и его формы. Эти вопросы занимают централь
не место в исследованиях механизма и кинетики образования
:табильной фазы. .
Фазовые превращения - сложный многоступенчатый процесс, Экспериментальные методики дают информации только о начальном і конечном состояниях системы. Исследовать промежуточные ітадии нуклеации молено только с помошью математических моде-іей зарождения стабильной фазы. В настоящее время накоплен 5ольшой экспериментальный материал по нуалеации льда, однако математические модели развиты недостаточно.
Цель работы:
- Разработка математической модели фазовых переходов в
гонких слоях воды, адсорбированной в дисперсных средах, учи
тывающей изменение локального окружения по мере роста заро-
ішіа.
Разработка пакета программ для расчета на ЭВМ характеристик фазовых превращений в адсорбированных слоях.
Проверка модели для описания фазовых превращений ад-чзрбированной воды на экспериментальном материале.
Исследование влияния свободной поверхностной ыежфаз-іой энергии иикрокписталла льда на фазовые превращения.
Научная новизна. Предложена математическая модель фазп-зых превращений воды в замкну.ых пористых системах, учитывавшая изменение локального окр,ужения гародшл.
Разработан пакет программ, с помощью которого исследованы закономерности фазовых переходов в адсорбированных слоях воды в зависимости от толщины адсорбированного слоя, материала подложки, размера пор и температуры среды.
Обнаружено влияние локального окружения на усредненную поверхностную энергии зародыша кристалла и на фазовые превращения адсорбированного слоя.
Дано объяснение немонотонного вида экспериментальных зависимостей ширины петли температурного гистерезиса фазового ' состава от величины заполнения пор водой. Выявлено, что при заданных характеристиках пор существует критическая толщина адсорбированного слоя, когда величина гистерезиса имеет минимальное значение.
Предложена методика обработки результатов экспериментальных исследований зависимостей доли замерзших капель от температуры, позволявшая получать сведения о характеристиках ядер кристаллизации в образцах дождевой воды.
Практическая ценность. Предложена модель и разработан пакет программ для исследования фазовых переходов в дисперсных системах с адсорбированными слоями. Мпдель может применяться в изучении свойств мерзлых грунтор, порошков. ТОНКИХ пленок, а также в физике аэродисперсных систем.
Автор раяшшает:
Математическую модель фазовых переходов первого рода в адсорбированных слоях воды в пористых средах, учитывающую изменение локального окружения зародыша по. мере его роста.
Исследование влияния толшины слоя адсорбированной so-ды на фазовые псевращения в замкнутых системах.
Методику исследования характеристик инородных частиц-ядер кристаллизации, ответственных за замерзание образцов дождевой . ,зды.
Апробация работы. Результаты исследований были представлены на Всесоюзной конференции по проблемам мерзлотоведения (Якутск, 1969). международной конференции по проблемам молекулярной спектроскопии (ГДР, 19Ь9), объединенном семинаре специалистов по нуклеацни (ІіІ'У, 1990), на семинарах лабораторнії "системного "поограммного обеспечения, отдела-"ЭВМ.в учеб-
юм процессе" (НГУ), на семинаре отдела статистического модерований в физике (Ш СО АН СССР).
Публикации. Основные результаты диссертации опубликована в 7 печатных работах.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введе-
іия и четырех глав. Содержит страниц машинописного текс-
