Kedves Olvasó!
Korábbi bejegyzéseimben bemutatásra került a szilárd anyagok felületének nedvesedése ( https://nanoblog-ti.blogspot.com/2020/10/nedvesites.html ) illetve a folyadékok párolgásának alapjai (https://nanoblog-ti.blogspot.com/2020/10/parolgas-1.html és https://nanoblog-ti.blogspot.com/2021/07/parolgas-2.html ).
Emlékeztetőül a nedvesedés
fogalmát arra az esetre használjuk, amikor a folyadék (L) gázt (G) szorít le
egy szilárd (S) felületről. A nedvesedés mértéke jól jellemezhető az
úgynevezett peremszöggel (más néven
kontaktszög, jele: θ ) a három fázis érintkezési pontjában a szilárd-folyadék
és a folyadék-gáz határfelülethez húzott érintők által bezárt szög. A párolgás pedig az a halmazállapot-változást, melynek során az anyag
folyadék halmazállapotból gőz halmazállapotúvá alakul át.
A párolgás folyamatának vizsgálata során érdemes megkülönböztetni egymástól pár
tipikus esetet, melyeket víz esetében fogok bemutatni:
1) Egy jól definiált „vízszintes” folyadékfelszínről
történik a párolgás. Például egy csésze (igény és érdeklődési kör szerint
megválasztott) jó meleg kávé vagy tea vagy forralt bor felületéről lépnek ki a
vízmolekulák a folyadék felett lévő gőzfázisba.
2) Egy „tömör” szilárd anyag sík felületén
elhelyezkedő folyadékcseppen, úgynevezett ülőcseppen lévő vízmolekulák párolognak el a csepp felületén
keresztül a gőzfázisba. Például egy síküvegről vagy egy viaszos vászon
asztalterítőről vagy egy nőszirom leveléről párolog el a vízcsepp.
3) Egy, a víz által jól nedvesíthető, „lyukacsos
szerkezetű” úgynevezett pórusos szilárd
anyagra helyezünk egy vízcseppet. A vízcsepp egy része bekerül a
pórusrendszerbe (képzeld magad elé a fürdő szivacsot) és előfordulhat, hogy a
víz egy része pedig a felületen marad ülőcsepp formájában. Ez az eset a
párolgás szempontjából már nagyon összetett, a párolgás lejátszódhat a szilárd
anyag „tetején” ülő csepp felületéről, illetve a pórusrendszerbe bekerült
folyadék felületéről is. Ez utóbbi is több részfolyamatra osztható, de erről
majd egy későbbi bejegyzésben fogok részletesebben írni. A kutatásom során
vizsgált szilárd anyagok jellemzően ebbe a csoportba tartoznak.
Párolgás különböző típusú S/L
határfelületekről: 1) jól definiált „vízszintes” folyadékfelszín, 2) „tömör”
szilárd anyag sík felületén elhelyezkedő ülőcsepp, 3) jól nedvesíthető, „lyukacsos
szerkezetű” úgynevezett pórusos szilárd anyagra helyezett folyadék(csepp).
Az úgynevezett ülőcseppek párolgási folyamatának
alapvetően háromféle megvalósulási módját
ismerjük.
1) Az egyikben a csepp
az egész párolgási folyamat alatt (többé-kevésbé) megőrzi az alakját, formáját
(azaz a peremszögét), csak az általa a szilárd mintán elfoglalt terület mérete
csökken. Az angol nyelvű irodalomban ezt a párolgást CCA-nak (Constant Contact Angle – állandó peremszöggel történő párolgás) nevezik.
2) A másik tipikus
esetben állandó kontakt felület mellett, a peremszög csökkenésével megy végbe a
párolgás, ami külső szemlélő számára a csepp „laposodásaként” látható. A szakirodalom
erre CCR-ként (Constant Contact
Radius – állandó érintkezési sugárral
(/átmérővel / területtel) történő párolgás) hivatkozik.
3) A két fő típusnak
létezik „kevert” változata is.
Az ülőcsepp párolgásának
két jellemző megvalósulási lehetősége: 1) CCR – állandó érintkezési sugárral
történő párolgás, 2) CCA – állandó peremszöggel történő párolgás.
Szóval, kedves Olvasó, ha legközelebb egy pohár gőzölgő ital mellett olvasod a kedvenc könyvedet, vagy egy fűszálon ülő esőcseppet csodálsz, netalántán egy meleg nyári nap a vonat ablakából szemléled az eső utáni szántót, jusson eszedbe ez a bejegyzés meg mindenek előtt az, hogy az élet szép J
Üdvözlettel: Ildi
Kontakt:
ildiko.toth@chem.u-szeged.hu
A bejegyzés a Magyar Tudományos
Akadémia Bolyai János Kutatási Ösztöndíj Kuratóriumának támogatásával készült.
