Построение поверхностей скоростей нуклеации над фазовыми диаграммами тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 02.00.04, кандидат физико-математических наук Пинаев, Виктор Алексеевич

• Пинаев, Виктор Алексеевич
• кандидат физико-математических наук
• 1999

Оглавление диссертации кандидат физико-математических наук Пинаев, Виктор Алексеевич

СОДЕРЖАНИЕ

Стр.

Введение

Глава 1. Современные проблемы теории нуклеации и постановка

задач исследования

1.1. Классическая теория нуклеации

1.2. Флуктуационные теории

1.3. Теории, основанные на межмолекулярном взаимодействии

1.4. Нуклеационные теоремы

1.5. Бинарная нуклеация

1.6. Ион-индуцированная нуклеация

1.7. Полуэмпирические теории

1.8. Краткие выводы и постановка задачи

Глава 2. Взаимосвязь диаграмм фазового состояния и поверхности

скоростей нуклеации новой фазы

2.1. Основы термодинамики равновесия фаз и диаграммы равновесия

2.2. Диаграммы метастабильных состояний

2.3. Поверхности скоростей нуклеации построенные над простейшими

РТ диаграммами

2.3.1. Аксиоматика построения поверхности скоростей нуклеации

2.3.2. Построение скоростей нуклеации для унарных систем

2.3.3. Построение поверхностей скорости нуклеации для бинарных систем

2.4. Выводы

Глава 3. Топология поверхности скорости ион-индуцированной

нуклеации пара

3.1. Некоторые предварительные замечания

3.2. Полуэмпирические правила и топология поверхностей ион-индуцированной нуклеации пара

3.3. Топология поверхностей ион-индуцированной нуклеации жидкости

3.4. Топология поверхностей ион-индуцированной нуклеации кристалла

3.5. Выводы

Глава 4. Практические приложения предлагаемого метода

4.1. Анализ экспериментальных результатов, подтверждающих многолистность поверхностей скоростей нуклеации

4.2. Алгоритм построения поверхностей скоростей нуклеации пара

над фазовыми диаграммами бинарных систем

4.3. Взаимосвязь поверхности скоростей нуклеации и фазовых

диаграмм на примере бинарной нуклеации пара

ВЫВОДЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ

ЛИТЕРАТУРА

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Построение поверхностей скоростей нуклеации над фазовыми диаграммами»

Введение

Актуальность работы. Одной из важных проблем физики аэрозолей является проблема их искусственного разрушения (осаждения) с целью предупреждения загрязнения атмосферы индустриальными аэрозолями, образующимися во многих технологических процессах. Проблема загрязнения атмосферы важна для таких индустриальных районов как, например, Кузбасс. Значение этой проблемы в дальнейшем будет лишь увеличиваться, поэтому, по крайней мере, необходимы экспертные оценки и прогноз, основанные на результатах моделирования загрязненности атмосферы аэрозольными частицами.

Другой важной проблемой является использование регулируемой конденсации при нанесении кластерных и нанопокрытий в порошковой металлургии и материаловедении. Здесь важно уметь как ускорять, так и замедлять скорость нуклеации, поскольку это оказывает влияние на вид функции распределения по размерам осаждающихся кластеров, и как следствие, на характеристики покрытия.

Кроме того, при решении многих задач в современной аэродинамике, газодинамике, теплоэнергетике, металлургии, экологии, материаловедении и целом ряде других областей науки и техники приходится решать задачи, связанные с моделированием процесса (неравновесной) нуклеации.

На сегодняшний день существует несколько подходов к решению этой проблемы, например классическая теория нуклеации, однако они не только не позволяют предсказывать поведение исследуемой системы с необходимой точностью, но и в целом ряде случаев даже качественно не воспроизводят наблюдаемые процессы. Более того, имеется ряд трудностей для обобщения этой теории на более сложные явления, такие как: ион-индуцированная нуклеация, нуклеация в присутствии большого количества газа-носителя и

др. Дискуссионным до сегодняшнего дня остается, например, вопрос о влиянии давления газа - носителя на нуклеацию пара.

Экспериментальные и теоретические исследования по нуклеации пара начались около ста лет назад. Вплоть до 80-х годов XX века экспериментаторы измеряли только критические пересыщения. С тех пор процедура измерения скоростей нуклеации существенно улучшилась и теперь измеряется как функция температуры, активности пара или давления с достаточно высокой точностью. Теория нуклеации, называемая теперь «классической», заметно продвинулась вперед, но понимание явления нуклеации все еще далеко до полного. Это приводит к мысли о необходимости поиска новых идей для развития представлений об аэрозолеобразовании в пересыщенном паре. Некоторые из этих идей связаны с топологическим анализом поверхности скоростей нуклеации. Построение поверхности скоростей нуклеации основано на знании фазовых диаграмм состояния, экспериментальных результатов по нуклеации и введения некоторых правдоподобных предположений. В данной работе рассматривается возможность построения поверхности скоростей нуклеации новой фазы в зависимости от давления (активности) однокомпонентных или бинарных систем. Рассматривается нуклеация из метастабильного состояния пара, жидкости или кристалла. Использование топологического анализа поверхности, позволяет более четко сформулировать некоторые проблемы в теории нуклеации и обсудить возможные направления её совершенствования.

Целью работы является построение поверхностей скоростей нуклеации в гомогенных и гетерогенных системах на основе фазовых диаграмм состояния, с использованием минимально возможного количества экспериментальных результатов.

Научная новизна:

0 представлен общий принцип построения поверхностей скоростей

гомогенной, гетерогенной и ион-индуцированной нуклеации ; 0 представлены основные типы поверхностей скоростей нуклеации над фазовыми диаграммами однокомпонентных и бинарных систем, анализ которых показывает, что поверхность скоростей нуклеации может иметь многолистный характер со сложной топологией; И топологический анализ, основанный на взаимосвязи фазовой диаграммы с экспериментальными данными по скорости нуклеации пара и линией спинодали, указывает на увеличение межмолекулярного взаимодействия в нуклеирующей системе при её удалении от равновесия и является перспективным для определения констант межмолекулярного взаимодействия в неравновесных системах.

Достоверность. Достоверность определяется надежностью определения фазовых диаграмм состояния; характером поведения модельных поверхностей скоростей нуклеации, качественно подтверждаемых экспериментальными результатами по определению скорости нуклеации паров; надежностью использованных фазовых диаграмм.

Защищаемые положения: ® общий принцип построения и основные типы поверхностей скоростей гомогенной, гетерогенной и ион-индуцированной нуклеации над фазовыми диаграммами однокомпонентных и бинарных систем; ® топологию поверхности скоростей нуклеации для одно и двухкомпонентных систем, обсуждаемых в работе.

Апробация работы. Результаты работы докладывались и обсуждались на Международной конференции "Атмосферные аэрозоли" (Москва, 1996); на Международной конференции "Естественные и антропогенные аэрозоли" (Санкт-Петербург, 1997); 4-м Международном Аэрозольном симпозиуме

(Санкт-Петербург, 1998); 17 Американской конференции АААЯ'98 (Синсинати, США, 1998); Международной Аэрозольной конференции 1АС-4 (Эдинбург, Великобритания, 1998); Международной конференции "Физико-химические процессы в неорганических материалах" (Кемерово, 1998), Межрегиональный семинар «Аэрозоли Сибири» (Томск, 1998). Основные результаты изложены в 15 печатных работах.

Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, четырех глав, выводов, списка литературы и приложения. В первой главе изложен обзор современного состояния теории нуклеации. Рассматривается классическая теория нуклеации, флуктуационные теории, теории основанные на межмолекулярном взаимодействии, бинарная и ион-индуцированная нуклеациЬ, полуэмпирические теории и нуклеационные теоремы. В конце главы приводятся краткие выводы о состоянии проблемы и постановка задачи.

Во второй главе рассматривается возможность построения поверхности скоростей нуклеации новой фазы в зависимости от давления (активности) в однокомпонентных или бинарных системах. На основе фазовых диаграмм состояния строятся поверхности скоростей нуклеации для метастабильного пара, жидкости и кристалла. Использование топологического анализа поверхности позволяет более четко сформулировать некоторые проблемы в теории нуклеации и обсудить возможные направления ее совершенствования.

В третьей главе рассматривается возможность построения поверхности скоростей ион-индуцированной нуклеации для метастабильной нуклеации пара, также нуклеация жидких и кристаллических частиц. Формулируются полуэмпирические правила для ион-индуцированной нуклеации пара, основанные на известных экспериментальных и теоретических результатах.

В четвертой главе содержатся некоторые возможные приложения предлагаемого полуэмпирического метода построения поверхностей скоростей нуклеации над фазовыми диаграммами. Приводятся экспериментальные данные в системе пентанол - гексафторид серы, качественно подтверждающие достоверность защищаемых положений и обсуждение полученных результатов. Представлен алгоритм построения простейших фазовых диаграмм и поверхностей скоростей нуклеации на экспериментальных результатах по скорости гомогенной нуклеации пара.

Тема диссертации непосредственно связана с планом НИР Кемеровского Научного Центра СО РАН по теме 2.16.1.8. Методы получения и разрушения аэродисперсных систем. «Экспериментальное и теоретическое исследование паро-газовых систем, моделирующих конденсационные смоги в атмосфере промышленных городов».

Работа выполнена при финансовой поддержке Российского фонда фундаментальных исследований по теме "Экспериментальное определение вклада границы раздела в потенциал Гиббса критических зародышей" (грант № 97-03-33586); в рамках научного сотрудничества между Кларксонским (Potsdam NY, USA) и Кемеровским государственным университетами в области изучения нуклеационных явлений (меморандум от 19 октября 1997 года). Работа содержит 154 страниц текста и иллюстрирована 40 рисунками. Список используемой литературы содержит 150 наименований.

Заключение диссертации по теме «Физическая химия», Пинаев, Виктор Алексеевич

ВЫВОДЫ

1. Предложен общий принцип построения поверхностей скоростей гомогенной, гетерогенной и ион-индуцированной нуклеации над фазовыми диаграммами, непротиворечащий имеющимся экспериментальным результатам.

2. Построение поверхностей скоростей нуклеации позволяет оценить параметр бинарного взаимодействия в неравновесных системах.

3. Построение поверхностей скоростей нуклеации над основными типами фазовых диаграмм показывает, что эти поверхности могут иметь многолистный характер со сложной топологией, качественно подтверждаемый экспериментально.

4. Сравнение экспериментальных данных по гомогенной и ион-индуцированной нуклеации позволяет определять условия спинодального распада.

Список литературы диссертационного исследования кандидат физико-математических наук Пинаев, Виктор Алексеевич, 1999 год

ЛИТЕРАТУРА

1. Wilson C.T.R. On the Comparative Efficiency as Condensation Nuclei of Positively and Negatively Charged Ion.- R. Soc. London Philos. Trans. A.-1899,- V.-189.- 265p.

2. Гиббс Дж.У. Термодинамические работы. - M-JL: Гостехиздат, 1950. -492с.

3. Farkas L. Keimbildungs gescwindingkeit in übersättigten Dampfen 11 Z. Phys. Chem.- 1927,- Bd.A125, № 3/4.-S. 236-242.

4. Becker R., Döring W. Kinetische Behandnng der Keimbildimg in übersättigten Dampfen // Ann. der Phys. - 1935,- Folge 5, Bd.24, № 8,- S. 719-752.

5. Volmer M., Weber A. Keimbildnng in übersättigten Gebilden. //Z. Phys. Chem. - 1926. - Bd. 119. - S. 277-301.

6. Френкель Я.И. Кинетическая теория жидкостей. -JI. :Наука, 1975,- 592с.

7. Зельдович Я.Б. Теория образования новой фазы. Кавитация //Ж.Э. Т.Ф. - 1942,-№ 12,- С.525-538.

8. Reiss Н. The Kinetic of Phase Transitions in Binary Systems // J. Chem. Phys. - 1950,- V.18, № 840,- P.840-948.

9. Alexandrowicz Z. Nucleation theory versus cluster aggregation. // J.Phys. A.: Math. Gen. - 1993.-V. 26. - P. L655-L659.

10. Katz J.L., Donohue M.D. A kinetic approach to homogeneous nucleation theory //Adv. Chem. Phys.- 1919.- V. 40. - P. 137-155.

11. Шнейдман B.A. Распределение по размерам частиц новой фазы при нестационарной конденсации переохлажденного газа //ЖТФ,- 1987.-Т.1.-С.131-140.

12. Hill Т. Statistical Thermodynamics of the transitions region between two phases : ¡.Thermodynamics and quasithermodynamics // J. Phys. Chem. -

1952,-V.56-P. 526-531.

13. Girshik S., Chiu C.-P. Kinetic nucleation theory: a new expression for the rate of homogeneous nucleation from an ideal supersaturated vapor // J.Chem. Phys.- 1990,- V.93.- P.1273-1277.

14 Girshick S., Chiu C.-P., and McMurry P. Time-dependent aerosol models and homogeneous nucleation rates // Aerosol Sci. Technol.- V.13.- P.465-477.

15 Girshick S. Comment on: "Self-consistency correction to homogeneous nucleation theory"//J.Chem. Phys.-1991,- V.94.-P.826-827.

16. Dillmann A., Meier G.E.A. Homogeneous nucleation of supersaturated vapors // Chem. Phys. Lett.- 1989,- V.160.- P.71-74.

17. Dillmann A., Meier G.E.A. A refined droplet approach to the problem of homogeneous nucleation from the vapor phase // J.Chem.Phys.- 1991.-V.94.- P.3872-3884.

18 Nowakowski В., Ruckenstein E. A kinetic approach to the theory of nucleation in gases//J.Chem.Phys.- 1991,- V. 94, №2,-P. 1397-1402.

19. Huang D.D., Seinfeld J.H. Prediction of Homogeneous Free-Energy Change from the Cell Model of Liquids// Journal of Colloid and Interface Science.- 1992,- V. 151, №1,- P. 258-287.

20. Nabutovskii V.M., Belosludov V.R. Van der Vaals Contribution to the Thermodynamical Properties of the Curvilinear Surfaces // International Journal of Modern Phys.- 1989,- V. 3, № 2,- P. 171-210.

21. Stauffer D. Kinetic theory of two-component («heteromolecular») nucleation and condensation// J. Aerosol Sci.-1976.-V. 7, № 3,- P.319-333.

22. Mirabel P., Katz J. Binary homogeneous nucleation as a mechanism for the formation ofaerosl. //J.Chem. Phys.-1974.-V. 60.-P. 1138-1144.

23. Мананкова A.B. Стохастическое описание кинетики образования новой

фазы. / / Физика и химия атмосферных аэрозолей. - вып.20. СПб,-1997,-С. 25-53.

24. Куни Ф.М., Мелихов А.А., Копейкин К.Б. Эффекты теплоты перехода в кинетике конденсации. Заключительная стадия // Коллоид, журн,-1986.-Т.48, № 2,- С.270-276.

25. Башкиров А.Г., Новиков М.Б. Вывод основных уравнений кинетики неизотермической нуклеации // Теор.мат.физика,- 1972,- Т. 12, № 2,-С.251-263.

26. Скутова И.В., Фисенко С.П.ДПабуня С.И. Математическое моделирование кинетики неизотермической нуклеации в парогазовых смесях // Хим. физика,- 1990,- Т.9, № 3,- С. 426-431.

27. Kassner J.L., Sc-hmitt R.J. Homogenious nucleation measurement of water vapor in helium // J. Chem. Phys.- 1966,- V. 44. - P.4166-4170.

28. Лушников A.A., Сутугин А.Г. Современное состояние теории гомогенной нуклеации //Усп.химии.-1976,- Т.45, № 3,- С. 385-415.

29. Oxtoby D.W. Homogeneous nucleation: theoiy and experiment // J.Phys.-1992,- V.4.-P. 7627-7650.

30. Wilemski G. The Kelvin equation and self-consistent nucleation theory // J.Chem.Phys.- 1995.- V.103, № 3.- P.1119-1126.

31. Wilemski G., Wyslouzil B.E. Binary nucleation kinetics. I. Self-consistent size distribution// J.Chem.Phys.- 1995,- V.103, № 3,- P.l 127-1136.

32. Wyslouzil B.E., Wilemski G. Binary nucleation kinetics.III. Transient behavior and time lags // J.Chem.Phys.- 1996,- V.105, № 3,- P. 1090-1100.

33. Wislouzil B.E., Wilemski G., Beals M.G., Frish M.B. Effect of carrier gas pressure on condensation in a supersonic nozzle //Phys. Fluids.-1994,- V.6, № 8.-P.2845-2854.

34. Kashchiev D. Effect of carrier-gas pressure on nucleation // J.Phys. - 1996,-

V. 104, №21.- P.8671-8677.

35. Katz J.L., Fish J. А., Сhakarov V.M. Condensation of a Supersaturated Vapor IX. Nucleation on Ions //J.Chem.Phys.- 1994.-V.101,- P.2309-2318.

36. Френкель Я.И. Общая теория гетерофазных флуктуаций и предпереходных явлений //ЖЭТФ.- 1939.-т. 12, №8,- С.952-961.

37. Дерягин Б.В., Прохоров А.В., Туницкий Н.Н. Статистическая термодинамика образования новой фазы. II Теория вскипания летучих жидкостей//ЖЭТФ,- 1977,-Т.73,-С.1831-1838.

38. Rasmussen D.H., Liang М., Esen Е., Appleby M.R. Nucleation in Condensation//Langmuir.- 1992,-V 8,- P. 1868-1877.

39. Rasmussen D.H. The critical complex in nucleation is not the nucleas // J. Aerosol. Sci. And Technology.- 1996,- V.5.- P.438-441.

40. Rasmussen D.H. Energetics of homogeneous nucleation - approach to a physical spindal // Journal of Crystal Growth.- 1982,- V.56.- P.45-55.

41. Langer J.S., Turski L.A. Hydrodynamic Model of the Condensation of a Vapor Near Its Critical Point // J.Phys. Rev.- 1973,- V.8.- P.3230-3243.

42. Katz J.L., Hung C.H., Krasnopoler M. Atmospheric aerosols and Nucleation. In Lecture Notes in Physics 309;/ Wagner P.E. Vali G., Eds.; Springer -Verlag: Berlin.- 1988,- P. 356-359.

43. Kulmala M., Rannik U., Zapadinsky E.L., Clement C.F. The effect of saturation fluctuation on droplet growth // J. Chem. Phys.- 1997,- V.28, № 8.-P. 1395-1409.

44. Власов A.A. Теория многих частиц,- М-JI.: Технико - теоретическая литература, 1950,- 348 с.

45. Zeng Х.С., Oxtoby D.W. Gas - liquid nucleation in Lennard-Jones Fluids.//J. Chem.Phys.- 1990,- Vv94, № 6,- P. 4472-4478.

46. Zeng X.C., Oxtoby D.W. Binary homogeneous nucleation theory for the gas -

liquid transition : A nonclassical aproach// J.Chem.Phys.- 1991.- V.95, № 8,-P. 5940-5947.

47. Talanquer V., Oxtoby D.W. Dynamical density functional theory of gas -liquid nucleation //.J. Chem. Phys.- 1993,- V. 100, № 7,- P. 5190-5199.

48. Laaksoneu A., Oxtoby D.W. Gas-liquid nucleation of nonideal binary mixtures. I. A density functional study // J.Chem.Phys.- 1995,- V. 102, № 4,-P. 5803 - 5810.

49. Фольмер M. Кинетика образования новой фазы,- М.: Наука, 1986.-205с.

50. Анисимов М.П., Костровский В.Г., Штейн М.С. Получение пересыщенного пара и аэрозоля дибутилфталата смешением разнотемпературных потоков путем молекулярной диффузии // Коллоидн. ж,- 1978,- Т.40,- С. 116-121.

51. Коденев Г.Г. Образование флуктуирующих зародышей в пересыщенном паре,- Новосибирск, 1984,- 11 с.(Препр./ АН СССР, Сиб. Отделение, ИГГ; № 3).

52. Петровский В. А. Влияние флуктуаций роста докритического зародыша на кинетику зарождения новой фазы //Журн. физ. химии.-1981, № 10,- С.2507-2511.

53. Анисимов М.П., Черевко А.Г. Экспериментальное определение размера критического зародыша по фазовому переходу первого рода и энтропии перехода из метастабильного в стабильное состояние // Изв. СО АН СССР,- 1982.- т. 4, № 2,- С. 15-19.

54. Kashchiev D. On the relation between nucleation work, nucleus size, and nucleation rate // J.Chem.Phys. -1982,- V.76. №10,- P.5098-5102.

55. Беданов B.M., Ваганов B.C., Гадияк Г.В. и др. Экспериментальное определение числа молекул в критическом зародыше. Проверка

теории гомогенного зародышеобразования // Физ. хим.- 1988. -Т.7, №4. - С. 555-563.

56. Viisanen Y., Strey R., and Reiss H. Homogeneous nucleation rates for water//J.Chem.Phys.- 1993,- V99, № 6. -P.4680-4692.

57. Анисимов М.П., Вершинин C.H., Аксенов A.A. и др. Экспериментальное определение скорости спонтанной нуклеации, размера и состава критического зародыша в пересыщенном многокомпонентном паре // Коллоидн. Ж. -1987,- Т.49, №5. -С.842-846.

58. Oxtoby D.W., Kashchiev D. A general relation between the nucleation work and the size of the nucleus in multicomponent nucleation // J.Chem.Phys.-1994.-V.100, №10,- P.7665-7671.

59. Ford I.J. The second nucleation theorem // J.Chem. Phys.- 1996,- V.105.-P.8324.

60. Ford I.J. Nucleation theorems, the statistical mechanics of molecular clusters, and a revision of classical nucleation theory // Phys.Rev.- 1997,- V. 56,- P.5615-5638.

61. Мелихов A.A., Курасов В.Б., Джикаев Ю.Ш., Куни Ф.М. Термодинамика образования двухкомпонентного аэрозоля. / Матер. XV Всес. конф. "Актуальные вопросы физики аэродисперсных систем": Тез. докл.- Одесса,- 1989,- Т.1.- С.39.

62. Doule G. Self-nucleation in the sulphuric acid - water system // J. Chem. Phys.- 1961,- V.35.- P.795-799.

63. Wilemski G. Composition of the Critical Nucleus in Multicomponent Vapor Nucleation // J.Chem. Phys.-1984.-V.80.-P.1370-1372.

64. Rasmussen D.H. Dvnamic surface tension and classical nucleation theory //J. Chem. Phys.- 1986,- V. 84, № 4,- P. 2272-2276.

65. Reiss H., Katz J.L. Resolution of the translation-rotation paradox in the theory of irrevesible condensation // J. Chem. Phys. - V.46. - P.2496-2499.

66. Vesala Т., Kulmala M., Rudolf R., Vrtala A., Wagner P.E. Models for condensational growth and evaporation of binary aerosol particles // J. Chem. Phys.- 1997,- V. 28, № 4.- p. 565-598.

67. Wilson C.T.R. Condensation of water vapor in the present of dust free air and other gases .- R. Soc. London Phylos. Trans A. - 1897.- V.189. - 265 P.

68. Thomson J.J. Conduction of Electricity though Gases.- Cambridge University Press. - 1906.- 230 P.

69. Suck S.H. Change of free energy in heteromolecular nucleation: Electrostatic energy contribution // J.Chem.Phys. - 1981,- V.75.- P.5090-5096.

70. Wu Y. Using the Thermal Diffusion Cloud Chamber to Study Ion-induced Nucleation by Radon Decay / Thesis, Clarkson University.- 1991.- P. 45.

71. Rusanov A.I., Kuni F.M. Reformation of the Termodynamic Theory of Nucleation on Charge Particle // J.Colloid Interface Sei. - 1984,- V.100.-P.264-277.

72. Russell K.C. Nucleation on Gaseous Ions // J.Chem. Phys. -V.50.- P. 18091816.

73. Lothe L.B., Pound G.M. Reconsideration of Nucleation Teory // J. Chem. Phys. - 1962,- V.36.- P.2080-2084.

74. Briant C.L., Burton J.J. Molecular Dynamics Dtudy of the Effects of Ions on Water Microclusters // J.Chem. Phys. - 1976,- V.64.- P.2888-2895.

75. Looijmans K.N.H., Luijten C.C.H. and von Dongen M.E.H. Binary nucleation rate of n-nonane (methan at high pressure).//J.Chem. Phys.-1995,-V.103.- P.1714-1716.

76. Анисимов М.П., Насибулин А.Г., Шандаков С.Д. Нуклеация пересыщенного пара глицерина в окресности плавления //Оптика

атмосферы и океана.- 1996. -Т.9. №6, с.861-871.

77. Kalikmanov V., Dongen M.Van. Semiphenological theory og homogeneous vapor-liquid nucleation // J.Chem.Phys. -1995,- V.103.- P.4250-4255.

78. Fisher M. The theory of condensation and the critical point //Physics. -1967.- V.3.- P.255-263.

79. Anisimov M.P. Metastable Vapor States Diagram //J.Aerosol Sci. -1990. -V.21.- Suppl. 1.-P.S23-S26.

80. Анисимов М.П., Насибулин А.Г., Шандаков С.Д., Гордиенок Н.И.. О возможном влиянии критических параметров на нуклеацию паров в атмосфере./ / Оптика атмосферы и океана. -1996,- Т.9,№6. -С. 872-880.

81. Анисимов М.П., Насибулин А.Г., Шандаков С.Д., Швец И.И., Тимошина Л.В. Складки поверхности скоростей нуклеации на примере системы п-пентанол - аргон. / / Оптика атмосферы и океана. -1996,- Т.9,№ 12,- С.1573-1582.

82. Anisimov М.Р., Koropchak J.A. Critical embryo phase transitions in the nucleated bynary glycerin-carbon dioxide system / / // J.Chem.Phys. -1998,-V.109, № 22,- P.5-11.

83. Анисимов М.П., Насибулин А.Г. Бинарная нуклеация в окресности критической линии модельной системы дибутилфталат - гексафторид серы./ / ДАН РФ, -1997,- Т.356, № 2,- с. 261-263.

84. Анисимов М.П. Взаимосвязь поверхности скоростей нуклеации пара с диаграммой состояния растворов. ./ / ДАН РФ. -1997,- Т.352, № 6. - с. 816-818.

85. Анисимов М.П., Насибулин А.Г., Тимошина Л.В. Бинарная нуклеация в системе глицерин - гексафторид1 серы в окресности линии фазового перехода. ./ / Коллоидн. журн,- 1997 - Т.59, № 5,- с. 596-602.

86. Анисимов М.П., Насибулин А.Г., Тимошина Л.В. Эмпирическое

определение состава критических зародышей в окресности температуры плавления глицерина. / / Оптика атмосферы и океана.-1997,- т.10, № 2,- с.136-143.

87. Anisimov М.Р. Vapor nucleation rate surface topology of the soluble and partially soluble binary mixtures // Nucleation and atmosperic aerosols.-Pergamon Press. Virginia.- 1992,- P.451-455.

88. Anisimov M.P., Hameri K., Kulmala M. Construction and test of laminar flow diffusion chamber: homogeneous nucleation of DBF and n-hexanol //J. Aerosol Sci.-1994.- V.25.- P.23-32.

89. Anisimov M.P., Koropchak J.A., Nasibulin A.G., Timoshina L.V. Critical embryo phase transitions in nucleated binary glycerin - carbon dioxide system // J. Chem.Phys.-1998.- V.109,№ 21.- P.9979.

90. Морачевский А. Г., Смирнова H. А., Пиотровская E. M. И др. Термодинамика равновесия жидкость - пар.- JL: Химия, 1989,- 344 с.

91. Мюнстер А. Химическая термодинамика,- М.: Мир, 1971.- 296 с.

92. Skripov V.P., Faizulin M.Z. Melting lines of simple substances: Thermodynamic similarity and behaviour of thermal properties // High Temperature - High Pressure.- 1986,- V. 18,- P. 1-12.

93. Derbenedetti P.G., White H.J., Sengers J.V., Neuron D.B., and Bellows J.C. Physical Chemistry of Aqueous Systems.- New York-Wallingford .-1995.356 P.

94. Скрипов В.П., Байдаков В.Г. Важное свойство спинодали // Теплофизика высоких температур,- 1972,-т. 10,-с. 1226-1235.

95. Rasmussen D.H. Liang М. Prceedings of Symposium on Nucleation and Crystallization in Glasses and Liquids,- American Ceramic Society, Atlanta .-1993.

96. Анисимов М.П., Черевко А.Г., Штейн M.C. Автогетерогенная и

гетерогенная конденсация паров дибутилфталата //Коллоидн. ж,-1982,-Т.44,-с.529-532.

97. Kashchiev D. On the relation between nucleation work, nucleus size, and nucleation rate // J. Chem. Phys.- 1982,- V.76, № 10,- P. 5098-5102.

98. Анисимов М.П., Вершинин C.H., Аксенов А.А. и др. Экспериментальное определение скорости спонтанной нуклеации, размера и состава критического зародыша в пересыщенном многокомпонентном паре // Коллоид, ж,- 1987,- Т.49, № 5,- С.842-846.

99. Strei R., Wagner Р.Е. Measurements of the heteromolecular homogeneous

nucleation of partially miscible liguids // J.Aerosol Sci.- 1988,- V.19.-P.813-816.

100. Houwink R. Elasticity and Structure of Matter.- Harren Press, Washington.- 1953,- 436 P.

101. Ray A.K., Chalam M., Peters L.K. Homogeneous nucleation of binary

vapours partially miscible in liguid state // J.Chem.Phys.- 1986,- V.85.-P.2161-2168.

102. Anisimov M.P., Hopke J.A., Rasmussen D.H., Shandakov S.D., Pinaev V.A. Relationship of phase diagrams and surfaces of new phase nucleation rates // J.Chem. Phys.- 1998.-V.109, №. 4.-P. 1435-1444.

103. Anisimov M.P. and Cherevko A.G. Gas-flow diffusion chamber for vapor nucleation studies. Relations between nucleation rate, critical nucleus size, and entropy of transition from metastable into a stable state // J. Aerosol Sci.-1985.-V. 16, №2,-P. 97-107.

104. Anisimov M.P. Semiempirical vapor nucleation rate surfaces // J. Aerosol Sci.-1998.-V.29, Suppl.l.-P.373-374.

105. Loeb L.B., Kip A.F.-, Einarsson A.W. On the Nature of Ionic Sign Preference in C.T.R. Wilson Cloud Chamber// J. Chem. Phys.- 1938,- V.6.-

P.264-273.

106. Scharrer L. Condensation of Supersaturated Vapors on Ions // Ann. Phys.-1939.-V. 35,-P. 619-627.

107. Russell, K.C. Nucleation on Gaseous Ions // J. Chem. Phys. -1969,- V.50, №4,-P. 1809-1816.

108. White D.R., Kassner Jr. Experimental and Theoretical Study of Sign Preference in the Nucleation of Water Vapor //J. Aerosol Sci.-l 971

V. 2.-P. 201-206.

109. Kassamali A. Heterogeneous nucleation: an experimental investigation of ion-induced nucleation using an upward thermal diffusion cloud chamber / MS Thesis, Clarkson College of Technology, Potsdam, New York. - 1974.146 P.

110. Rusanov A.I. Thermodynamic Theory of Nucleation on Charged Particles // J. Colloid Interface Sei. - 1979.-V.68. P. 32-47.

111. Rabeony H., Mirabel P. Experimental Study of Vapor Nucleation on Ions //J. Phys. Chem.-1987.-V. 91.- P. 1815-1818.

112. Vohra K.G., Subba M.C., Muraleedharan T.S. An experimental study of the role of radon and its daughter products in the conversion of sulphur dioxide into aerosol particles in the atmosphere. //Atmos. Environ.- 1984,-V. 18.- P.1653-1656.

113. Castleman Jr., A.W., Holland P.M., Keesee R.G. (1978) The properties of ion clusters and their relationship to heteromolecular nucleation // J. Chem. Phys.- 1978. - V. 68, №4,- P.1760-1767.

114. Okuyama K., Adachi M., Shinagawa H., Shi, G., Seinfeld J.H. Experimental study of nucleation on ions with DBP vapor // J. Aerosol Sci.-1991.-V.22.-P.S85-S88.

115. He F., Hopke P.K. S02 Oxidation and H20-H2S04 Binary Nucleation by

Radon Decay // Aerosol Science and Technology.- 1995,- V. 23,- P.411-421.

116. Wilkening, M. In Radon and its Decay Products .Occurence, Properties and Health Effects (P.K. Норке, ed) // American Chemical Society. - 1987.-Washington, D.C.- P.252-263.

117. He, F. and Норке, P.K. Experimental Study of Ion-Induced Nucleation by Radon Decay // J. Chem. Phys.-1993.- V.99, № 12,- P. 9972-9978.

118. Katz J.L., Fisk J.A., Chakarov V.M. Condensation of a supersaturated vapor. Nucleation on ions. //J. Chem. Phys.- 1994. -V. 101, № 3,- P. 23092318.

119. Skripov V.P., Faizulin M.Z. Melting lines of simple substances: Thermodynamic similarity and behaviour of thermal properties // High Temperature - High Pressure.- 1986,- V. 18,- P. 1-12.

120. Rasmussen, D.H., and Liang, M.-T. A Theory of Nucleation of Ice / Proceedings of the Symposium on Nucleation and Crystallization in Glasses and Liquids.- American Ceramic Society, Atlanta.- 1993,- P. 85-97.

121 Terry J.S. Experimental studies of glycerin nucleation near the triple point /Thesis Clarkson University Department of Chemistry.- 1998,- 33 p.

122. Анисимов М.П., Насибулин А.Г., Шандаков С.Д. Нуклеация пересыщенного пара глицерина в окресности плавления// Оптика атмосферы и океана.- 1996,- Т.9, №6,-С.861-871.

123. Анисимов М.П., Насибулин А.Г., Шандаков С.Д., Гордиенок Н.И. О возможном влиянии критических параметров на нуклеацию паров в атмосфере // Оптика атмосферы и океана.- 1996,- Т.9, №6,- С. 772880.

124. Анисимов М.П., Насибулин А.Г., Шандаков С.Д., Швец И.И., Тимошина JI.B. Складки поверхности скоростей нуклеации на

примере системы п-пентанол - аргон // Оптика атмосферы и океана,-1996,- Т.9, №12.-0.1573-1582.

125. Wagner P.E., Anisimov М.Р A new posibility for the evaluation of nucleation rate from experimental data obtained by means of gas flow diffusion chamber .//J. Aerosol Sei.- 1993.-V. 24,- P.S103.

126. Фольмер M. Кинетика образования новой фазы,- М.: Наука, 1986.208 с.

127 Анисимов М.П., Шандаков С.Д., Швец И.И., Насибулин А.Г., Тимошина JI.B., Пинаев В.А. Неравновесный фазовый переход на примере нуклеации в системе п-пентанол - гексафторид серы. //Оптика атмосферы и океана,- 1997,- т.10.,№ 1,- с.5-9.

128 Косяков В.И., Сурков Н.В. Способы обработки и хранения информации о фазовых диаграммах / / Геология и геофизика,- 1998.т. 39,-№9,-с. 1192-1209.

129 Сурков Н.В., Добрецов Н.Л., Косяков В.И., Кутолин В.А. Концепция базы данных по диаграммам состояния природных систем / / Геология и геофизика,- 1998,-т. 39,-№9.-с. 1180-1191.

130 Anisimov М.Р., Норке J.A.,Terry J., Rasmussen D.H., Shandakov S.D., Pinaev V.A. Surface topology of ion-induced nucleation vapor rate.// Aerosol Science and Technology.- 1998,- V. 29, № 5,- P.547-556.

131 Анисимов М.П, Насибулин А.Г., Тимошина Л.В., Пинаев В.А. Изобарическая нуклеация при критических условиях системы глицерин-гексафторид серы. / III Межреспубликанский симпозиум «Оптика атмосферы и океана», 2-6 июля 1996г., Томск,- Тез. докл.-С.99.

132 Анисимов М.П, Шандаков С.Д., Швец И.И., Морозов A.B.,Пинаев В.А. Процессы аэрозолеобразования в открытых системах. /

Международная конференция «Атмосферные аэрозоли», 2-5 декабря 1996 г., Москва.- Тез. докл.- С. 51-52.

133 Анисимов М.П., Хопке Ф.К., Расмуссен Д.Х., Шандаков С.Д., Пинаев В.А. Несколько упрощенных поверхностей скоростей нуклеации новой фазы / Международная конференция «Естественные и антропогенные аэрозоли», 29сентября - 4октября 1997г., Санкт-Петербург,- Тез.докл,- С. 11.

134 Анисимов М.П., Хопке Ф.К., Расмуссен Д.Х., Шандаков С.Д., Пинаев В. А. Топология поверхности скоростей ион-индуцированной нуклеации пара. .//Международная конференция «Естественные и антропогенные аэрозоли», 29сентября - 4октября 1997г., Санкт-Петербург,- Тез.докл,- С. 12

135 Anisimov М.Р., Норке Р.К.,Terry J., Shandakov S.D., Pinaev V.A. Ion-induced nucleation rates surface topology for one component vapor / International Aerosol Symposium. July 6-9, 1998 IAS-4 S Peterburg.-Abstracts.- P. 55-56.

136 Anisimov M.P., Норке P.K., Shandakov S.D., Pinaev V.A Surface topology of ion-induced nucleation rates of binary system. / International Aerosol Symposium. July 6-9, 1998 IAS-4 S Peterburg.- Abstracts.- P. 57-58.

137 Anisimov M.P., Koropchak J.A.,Pinaev V.A. Heterogeneous vapor nucleation rate geometric image. / International Aerosol Symposium. July 6-9, 1998 IAS-4 S Peterburg.- Abstracts.- P. 61-62.

138 Anisimov M.P., Норке P.K.,Terry J., Rasmussen D.H., Shandakov S.D., Pinaev V.A. Surface topology of ion-induced nucleation rates of single system./ Seventeen Annual AAAR'98 Conference. June 22-26, 1998 Cincinaty,USA.- P. 5PF2.

139 Anisimov M.P., Норке P.K.,Terry J., Rasmussen D.H., Shandakov S.D.,

Pinaev V.A Surface topology of ion-induced nucleation rates of binary system / Seventeen Annual AAAR'98 Conference. June 22-26, 1998 Cincinaty,USA.- P. 5PF1.

140 Пинаев В.А., Шандаков С.Д.,.Анисимов М.П Алгоритм построения поверхностей скоростей нуклеации над фазовыми диаграммами бинарных систем / Международная конференция «Физико-химические процессы в неорганических материалах», 6-9 октября 1998 г., Кемерово,- Тез. докл., ч.Ш,- С. .233-234.

141 Анисимов М.П., Шандаков С.Д.,. Пинаев В.А. Взаимосвязь поверхности скоростей нуклеации и фазовых диаграмм на примере бинарной нуклеации пара // 5-е заседание рабочей группы «Аэрозоли Сибири»: Тез. докл.-Томск, 1998,- С.44-45.

142 Anisimov М.Р., Норке Р.К.,Terry J., Rasmussen D.H., Shandakov S.D.,Pinaev V.A. Semiempirical ion-induced vapor nucleation rates./J. Aerosol Sci.-1998.-V.29, Suppl.l.-P.365-366.

143 Anisimov M.P., Koropchak J.A., Pinaev V.A. Geometric image of the heterogeneous vapor nucleation rate./ J. Aerosol Sci.-1998.-V.29, Suppl.l.P.371-372.

144 Скрипов В.П Бистабильность и фазовые переходы в потоковых системах ..// Термодинамика и кинетика фазовых переходов: сб. науч. трудов. Екатеринбург: Наука. Урал, отд-ние, 1992, с. 3-12.

145 Пригожин И. От существующего к возникающему: время и сложность в физических науках . // Пер. с англ. под ред. Ю.Л. Климонтовича. М.: Наука, 1985.-327 с.

146 Flageollet-Daniel С., Gamier J.P.,: and Mirabel P. Microscopic surfase tension and binary nucleation //J. Chem. Phys. -1983,- V.78, №5,- P.2600-2606.

147 Strey R., Viisanen Y., and Wagner P.E. Measurement of the molecular content of binary nuclei. III. Use of the nucleation rate surfaces for the water-n-alcohol series // J. Chem. Phys. -1995,- V.103, №10,- P.4333-4345.

148 Коган В.Б., Фридман B.M., Кафаров B.B. Равновесие между жидкостью и паром,- M.-JL: Наука, 1966, т. 1,- 642 С.

149 Рид Р., Праусниц Дж., Шервуд Т. Свойства газов и жидкостей,- Л.: Химия, 1982.-592 с.

150 Ушенин И.Ю., Байдаков В.Г. Метастабильные состояния и граница устойчивости бинарных растворов..// Термодинамика и кинетика фазовых переходов: сб. науч. трудов. Екатеринбург: Наука. Урал, отд-ние, 1992, с.57-70.

Основные результаты диссертации изложены в работах 102, 127, 130 -

143.

Автор считает своим приятным долгом выразить свою искреннюю признательность научному руководителю доктору физ. - мат. наук, ст. научн. сотр. М.П. Анисимову за корректную постановку задачи, непосредственное участие в работе и обсуждении полученных результатов.

Автор искренне признателен своему второму научному руководителю кандидату физ. - мат. наук, доценту С.Д. Шандакову за помощь и непосредственное участие в работе над диссертацией.

Автор выражает благодарность сотрудникам «Лаборатории нуклеации аэрозолей» кандидату хим. наук А.Г. Насибулину и Л.В. Тимошиной за помощь в работе и обсуждении полученных результатов.