过饱和蒸气

一定温度下其压强超过饱和蒸气压的蒸气

过饱和蒸气是指在一定温度下其压强超过饱和蒸气压的蒸气。这种现象的出现是由于蒸气中缺少凝结核的缘故。处于过饱和状态的蒸气并不稳定，如果出现凝结核（如尘埃，带电粒子）时，它就会部分液化或凝华而回到饱和状态。

基本介绍

过饱和蒸气就是在一定温度下超过饱和蒸气应有的密度而仍不液化或凝华的蒸气。由于蒸气中总是充满了尘埃和杂质等小微粒，它们起着凝结核的作用。过饱和蒸气的状态非常不稳定，一旦遇到凝结核，部分蒸气就会凝结成液体，其余蒸气就会回到原来的饱和蒸气状态。在一些文献中对于过饱和蒸气的讨论总是在系统与大气隔绝的条件下进行的，即液滴周围只有液体的蒸汽，并且液滴周围的蒸汽压比较小，然而这些情况只能是在一些非常特殊的实验条件下才能得以实现，过于理想化，显然这一研究不具代表性。而在日常生活和大多数生产实践活动中，液滴是处在自然环境下的液滴，是和大气相接触的，因此，在自然环境下研究过饱和气体是具有现实意义的。

特征

在一定温度下，超过饱和蒸气应有的密度而仍不液化或凝华的蒸汽。即在蒸气凝结的初期，由于形成的液滴很小，相应的饱和蒸气压就很大。因此，有时蒸气压超过平面上饱和蒸气压几倍以上也不凝结，这种现象叫过饱和，这种蒸气叫“过饱和蒸气”。处于过饱和状态的蒸气，极不稳定，一旦出现凝结核，部分蒸气就会凝结成液体，其余蒸气就回到了饱和蒸气的状态。由于蒸气中充满了尘埃和杂质等小微粒，它们起着凝结核的作用。当这些微粒表面凝上一层液体后，便形成半径相当大的液滴，凝结就容易发生。在有凝结核时，蒸气压只要超过饱和蒸气压1%，即可形成液滴带电的粒子和离子都是很好的凝结核，静电吸引力使蒸汽分子聚集在它的周围而形成液滴。高能量带电基本粒子在其运动过程中会形成离子，这些离子就成为凝结核。云室中的过饱和水蒸气凝结在它上面，而形成雾状踪迹，由此可观察粒子的轨迹，因而过饱和蒸气在高能物理的研究方面有重要的作用。

基本理论

(1) 要考虑以大气分界面为平面的液体( 以下简称液体) ;

(2) 要考虑大气中的液体蒸气( 以下简称蒸气) ;

(3) 要考虑涨落，从而使得蒸气以大气中灰尘颗粒为核，形成凝结的液滴( 以下简称液滴) ;

(4) 要考虑液体与蒸气的平衡条件和液滴与蒸气的平衡条件;

(5) 远离液体的蒸气，如果压强大于饱和蒸气压而不能向液滴凝结，则处在过饱和状态;

(6) 在一定温度下，与液滴平衡的蒸气压强大于与液体平衡的蒸汽压强，这是产生过饱和蒸汽的原因。

自然环境

如果大气中灰尘多、颗粒大，远离液体的蒸气由于涨落将会形成以灰尘颗粒为核的液滴，并且此液滴的半径比较大。此时，在远离液体的蒸气压强和饱和蒸气压差别比较小时，就可以使中肯半径大于液滴半径; 反之，如果大气中灰尘少、颗粒小，远离液体的蒸气以灰尘颗粒为核所形成的液滴半径就比较小，只有在远离液体的蒸气压强和饱和蒸气压差别比较大时，才能使中肯半径小于液滴半径。因此，大气中灰尘越少、颗粒越小，远离液体处在过饱和状态的蒸气压强就越大。

总结

在自然环境下讨论了过饱和蒸气，并与一些文献作对比，其研究既具有一般性，又避免了其他文献中一些繁琐的讨论过程。利用相平衡条件，通过公式推导，研究大气中的液滴的生长和消失的原因，并得出结论: 大气中灰尘越少、颗粒越小，远离液体处在过饱和状态的蒸气压强就越大。以水为例验证此结论正确。因此，讨论自然环境下的过饱和蒸气有益于理解、分析和解决实际问题。

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