logo
Процесс образования и роста зародышевой капли

1.3 Влияние растворенных в капле гигроскопических примесей (солей и кислот)

Являясь хорошим растворителем, вода в природе всегда имеет примеси. Так, в морской воде растворено до 40г солей на 1л, в колодезной и ключевой - до 1г, дождевая вода и снег содержат обычно 7 - 10 мг. солей на 1л. воды.

Примеси солей и кислот уменьшают упругость насыщенного пара над водой. При наличии в воде растворимых примесей упругость насыщенного пара над плоской поверхностью раствора ЕР составит

ЕР = Е?- dЕР,

где dЕР - поправка, зависящая от концентрации К.

Для нелетучих веществ можно считать, что растворимые примеси содержатся только в жидкой фазе и отсутствуют в газообразной, но тогда при переходе молекул растворителя в пар концентрация раствора увеличивается, а при конденсации, наоборот, уменьшается.

Концентрацию раствора К обычно принято выражать как отношение числа грамм - молей растворенного вещества n к числу грамм - молей раствора N+n, т.е.

,

где , N(M,m - массы растворенного вещества и растворителя, µ1,µ2 - их молекулярные веса). Согласно эмпирически установленному закону Рауля,

ЕР = (5) и dЕР =.

В тех случаях, когда N»n, можно считать

dЕР =.

Формула (5) относится к идеальным растворам; она хорошо оправдывается только для слабых концентраций.

Расчеты показывают, что влияние примесей заметно сказывается лишь при больших концентрациях, для морской же воды понижение упругости составляет только около 2 %, а для дождевой и речной оно и совсем роли не играет.

Вернемся теперь к исходному выражению:

Е= Е?+dЕr - dEq - dEp,

и подставим в него найденные значения отдельных слагаемых. Тогда получим

E= Е? или приближенно E= Е?.

Для облачных капель с r>10-6 можно пренебречь влиянием электрических зарядов. Тогда для таких капель будем иметь

E= Е?.

Это выражение позволяет выяснить ряд вопросов, связанных с конденсацией водяного пара в атмосфере. Допустим, что конденсация происходит на ядрах и что эти ядра конденсации гигроскопичны и растворимы в воде. Тогда образующаяся на них зародышевая капля представляет собой в начальной стадии насыщенный раствор этого вещества. Ядрами конденсации часто являются частички соли NaCI, для насыщенного раствора которой Ep=0,78 Е?.