Van Der Waals hal denklemi ve çekirdekleşme

Abstract

Damlacık oluşumları genellikle sıvı-gaz faz dönüşümleri sırasında gözlenmektedir.Sıvı gaz faz dönüşümleri, galaksi oluşumları, süpernova patlamaları, nükleer buharlaşma veparçalanma teorisi, atomik salkımların ayrışması, Bose yoğunlaşması gibi çok geniş bir alandauygulanmaktadır.Bu çalışmada, amacımız su için sıvı-gaz geçişleri sırasında su damlacıklarınınoluşum sürecini incelemektir. Faz eğrisiyle spinodal eğri arasında olan çekirdekleşmesürecinde, gaz fazından sıvı fazına geçiş esnasındaki çekirdekleşmeyi sıvı-damlası oluşumuolarak inceledik. Serbest enerji değerlerini damlacık yarıçaplarının ve superdoyum oranlarınınbir fonksiyonu olarak hesapladık. Ayrıca, indirgenmiş basınç, sıcaklık ve superdoyumdeğerlerini de Van der Waals denklemini kullanarak hesapladık.Anahtar Kelimeler : Faz dengesi, durum denklemi, kritik sıcaklık, spinodal bozulma, fazeğrisi, serbest enerji, yüzey gerilim katsayısı, süperdoyum oranı, homojen çekirdekleşme vedamlacık oluşumu

The droplet formations are usually observed during the liquid-gas phase transitions.The liquid-gas phase transitions are applied in a wide range of field, such as; the search ofgalaxy formations, formation of supernova explosion, the theory of nuclear evaporation andfission, decomposition of solid atomic cluster, formation of Bose condensation and so on.Our purpose in this study first, is to investigate the basis of phase transtion theoryand then, through provided information to explain physical formation of water dropletsduring the liquid-gas phase transition. Free energy values for the various supersaturationratios in the period of nucleation in between coexistence line and spinodal line, are calculated.We have determined the values of the free energy change as a function of droplet radius andsupersaruration ratio. We also calculate the values of reduced variables such as reducedtemperatures, pressures and supersaturation ratios on the basis of Van der Waals theory.Key Words: The equilibrium of phases, equation of state, critical temperature,spinodal decomposition, coexistence line, free energy, coefficient of surface tension,supersaturation ratio, homogeneous nucleation and droplet formation.