Isothermal Nucleation Rates in Supersonic Nozzles and the Properties of Small Water Clusters
Notice bibliographique
Résumé
We make direct measurements of stationary, homogeneous nucleation rates, J = N /Δ t, in supersonic Laval nozzles. We determine the number densities, N, of droplets formed from small-angle neutron scattering (SANS) experiments and the time intervals during which nucleation occurs, Δ t ≈10 μs, from static pressure measurements along the axis of the nozzle. Applying these techniques to nozzles with different expansion rates, we obtain the first isothermal nucleation rate measurements as a function of supersaturation for these devices with a relatively small error margin in J of ±50%. At temperatures T of 210, 220, and 230 K, the maximum nucleation rates for D 2 O lie in the range 4 × 10 16 < J /cm -3 s -1 < 3 × 10 17 for supersaturations S ranging from 46 to 143. At the highest temperature, the predictions of classical nucleation theory lie slightly below the experimental points but are still within experimental error. At the lower temperatures, the classical predictions lie well below the measured values. The discrepancy increases as the temperature is lowered and exceeds the measurement error bars. In contrast, the predictions of the empirical temperature correction function to the classical theory proposed by Wölk and Strey (Wölk, J.; Strey, R. J. Phys. Chem. B 2001, 105, 11683) agree quite well with the experimental data points over the entire supersaturation and temperature ranges. Finally, we apply the first and second nucleation theorems to the data and directly estimate the number of molecules in the critical cluster n * and the excess internal energy E x ( n *), respectively. The agreement between these values and the classical values predicted assuming that the critical cluster is a compact spherical object is really quite good even though under our conditions n * is less than 10. The good agreement for the classical values of the excess internal energy implies that the poor temperature dependence of the classical rate predictions arises from the classical theory's failure to treat correctly the excess internal entropy of the critical cluster.
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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 | 0,000 | 0,001 |
| Méta-épidémiologie (sens strict) | 0,000 | 0,000 |
| Méta-épidémiologie (sens large) | 0,000 | 0,000 |
| Bibliométrie | 0,000 | 0,000 |
| Études des sciences et des technologies | 0,000 | 0,001 |
| 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 ».