Binary nucleation rates for ethanol/water mixtures in supersonic Laval nozzles: Analyses by the first and second nucleation theorems
Notice bibliographique
Résumé
We performed pressure trace measurements and small angle x-ray scattering measurements to determine the vapor-liquid nucleation rates of EtOH/H2O mixtures including pure EtOH and pure H2O in two supersonic Laval nozzles with different expansion rates. The nucleation rates varied from 0.9 × 10(17) to 16 × 10(17) cm(-3) s(-1) over the temperature range of 210 K to 230 K, EtOH activity range of 0 to 11.6, and H2O activity range of 0 to 124. The first and second nucleation theorems were applied to the nucleation rates to estimate the sizes, compositions, and excess energies of the critical clusters. The critical clusters contained from 4 to 15 molecules for pure H2O and EtOH/H2O clusters, and from 16 to 23 molecules for pure EtOH clusters. Comparing the excess energies of the pure H2O critical clusters with the results of a quantum-chemistry calculation suggested that the pre-factor of the theoretical nucleation rate is almost constant regardless of the monomer concentration. One possible explanation for this result is that cooling of the critical clusters limits the nucleation rate under the highly supersaturated conditions. The results of the analyses also yielded the relation between the surface energy and the composition of the critical clusters, where the latter are predicted to consist only of surface molecules. Applying this relationship to the EtOH/H2O bulk liquid mixtures, we estimated the EtOH mole fraction in the surface layer and found it is higher than that derived from the surface tension based on the Gibbs adsorption equation when the EtOH mole fraction in the liquid is higher than about 0.2 mol/mol. This discrepancy was attributed to the existence of the EtOH depletion layer just below the surface layer of the liquid.
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Comment cette classification a été obtenuedéplier
Prédiction machine sur la base complète
Imitation des enseignantsNi 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.
Scores du classifieur distillé par catégorie (deux têtes)
| Catégorie | Codex | Gemma |
|---|---|---|
| Métarecherche | 0,001 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,001 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,000 |
| Communication savante | 0,000 | 0,001 |
| Science ouverte | 0,001 | 0,000 |
| Intégrité de la recherche | 0,000 | 0,000 |
| Charge utile insuffisante (le modèle a refusé de juger) | 0,001 | 0,000 |
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.
score_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 découleClassification
machine, non validéePrédiction automatique; un appel candidat d’une seule source (Gemma direct ou Codex distillé), pas un consensus.
Le détail, modèle par modèle et score par score, se trouve en fin de page sous « Comment cette classification a été obtenue ».