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Enregistrement W1999343787 · doi:10.1063/1.2672647

Complete thermodynamically consistent kinetic model of particle nucleation and growth: Numerical study of the applicability of the classical theory of homogeneous nucleation

2007· article· en· W1999343787 sur OpenAlexaboutno aff
Е. Н. Чесноков, Lev N. Krasnoperov

Notice bibliographique

RevueThe Journal of Chemical Physics · 2007
Typearticle
Langueen
DomaineEarth and Planetary Sciences
Thématiquenanoparticles nucleation surface interactions
Établissements canadiensnon disponible
Organismes subventionnairesnon disponible
Mots-clésNucleationDimensionless quantitySupersaturationThermodynamicsChemistryCondensationSteady state (chemistry)Physical chemistryPhysics

Résumé

récupéré en direct d'OpenAlex

A complete thermodynamically consistent elementary reaction kinetic model of particle nucleation and growth from supersaturated vapor was developed and numerically evaluated to determine the conditions for the steady-state regime. The model treats all processes recognized in the aerosol science (such as nucleation, condensation, evaporation, agglomerationcoagulation, etc.) as reversible elementary reactions. It includes all possible forward reactions (i.e., of monomers, dimers, trimers, etc.) together with the thermodynamically consistent reverse processes. The model is built based on the Kelvin approximation, and has two dimensionless parameters: S0-the initial supersaturation and Theta-the dimensionless surface tension. The time evolution of the size distribution function was obtained over the ranges of parameters S0 and Theta. At low initial supersaturations, S0, the steady state is established after a delay, and the steady-state distribution function corresponds to the predictions of the classical nucleation theory. At high initial supersaturations, the depletion of monomers due to condensation on large clusters starts before the establishing of the steady state. The steady state is never reached, and the classical nucleation theory is not applicable. The boundary that separates these two regimes in the two dimensionless parameter space, S0 and Theta, was determined. The model was applied to several experiments on water nucleation in an expansion chamber [J. Wolk and R. Strey, J. Phys. Chem. B 105, 11683 (2001)] and in Laval nozzle [Y. J. Kim et al., J. Phys. Chem. A 108, 4365 (2004)]. The conditions of the experiments performed using Laval nozzle (S0=40-120) were found to be close to the boundary of the non-steady-state regime. Additional calculations have shown that in the non-steady-state regime the nucleation rate is sensitive to the rate constants of the initial steps of the nucleation process, such as the monomer-monomer, monomer-dimer, etc., reactions. This conclusion is particularly important for nucleation from supersaturated water vapor, since these processes for water molecules at and below the atmospheric pressure are in the low pressure limit, and the rate constants can be several orders of magnitude lower than the gas kinetic. In addition, the impact of the thermodynamic inconsistency of the previously developed partially reversible kinetic numerical models was assessed. At typical experimental conditions for water nucleation, S0=10 and Theta=10 (T=250 K), the error in the particle nucleation rate introduced by the thermodynamic inconsistency exceeds one order of magnitude.

Récupéré en direct depuis OpenAlex et désinversé. Les résumés ne sont pas conservés dans cette base de données : les index inversés représentent 8,6 Go des 9,3 Go de texte de la base, et le serveur dispose de 13 Go libres.

Comment cette classification a été obtenuedéplier

Prédiction machine sur la base complète

Imitation des enseignants

Ni prévalence calibrée, ni vérité terrain. Validation humaine à venir. Le volet Gemma est une étiquette directe du modèle pour chaque travail de la base, lue sur la notice réduite au titre. Le volet Codex est un classifieur appris des 10 348 étiquettes directes de Codex et calibré sur les taux pondérés de l'échantillon; les champs sans appui suffisant ne portent aucun appel Codex. Le mode candidate est l'union des deux volets; le consensus est leur intersection. Ces sorties portent le statut machine_predicted_unvalidated et ne sont pas des étiquettes humaines.

score de la tête « metaresearch » (Codex)0,001
score de la tête « metaresearch » (Gemma)0,002
Version: metacan-v3-hybrid-931329e0061cStatut de validation: machine_predicted_unvalidated
Catégories candidatesaucune
Catégories consensuellesaucune
DomaineSignal candidat: aucune · Signal consensuel: aucune
Devis d'étudeSignal candidat: Simulation ou modélisation · Signal consensuel: Simulation ou modélisation
GenreSignal candidat: Empirique · Signal consensuel: Empirique
Score de désaccord entre enseignants0,012
Score d'incertitude au seuil0,023

Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)

CatégorieCodexGemma
Métarecherche0,0010,002
Méta-épidémiologie (sens strict)0,0010,001
Méta-épidémiologie (sens large)0,0010,001
Bibliométrie0,0010,001
Études des sciences et des technologies0,0010,001
Communication savante0,0010,001
Science ouverte0,0020,001
Intégrité de la recherche0,0020,001
Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger)0,0010,000

Scores machine (provisoires)

Les deux têtes enseignantes du modèle étudiant, lues sur ce travail. Un score ordonne la base pour la relecture; il n'affirme jamais une catégorie, et le statut de validation accompagne chaque rangée tel quel.

Scores de référence d'un modèle non mature (critères de maturité non atteints, 7 itérations). Un score ordonne; il n'affirme jamais une catégorie.

Tête enseignante Opus0,023
Tête enseignante GPT0,226
Écart entre enseignants0,202 · la distance entre les deux têtes enseignantes sur ce seul travail
Statut de validationscore_only:v0-immature-baseline · tel quel depuis la passe de notation : score_only signifie que le nombre peut ordonner les travaux, et qu'aucune étiquette de catégorie n'en découle

Classification

machine, non validée

Prédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.

Les modèles n’ont appliqué aucune catégorie : rien dans la taxonomie ne correspondait à ce travail.
Devis d'étudeSimulation ou modélisation
Domainenon disponible
GenreEmpirique

Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».

En bref

Citations13
Publié2007
Routes d'admission1
Résumé présentoui

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