Líquidos a grandes presiones negativas: agua en el límite de nucleación homogénea

Área de la Ciencia:

• La termodinámica es la termodinámica.
• Química Física es la química física.
• Dinámica de fluidos La dinámica de fluidos.

Sus antecedentes:

• Comprender el comportamiento de los líquidos en condiciones extremas es crucial.
• El límite de nucleación homogénea define el punto en el que un líquido forma espontáneamente burbujas.
• Las propiedades únicas del agua bajo tensión no se comprenden completamente.

Objetivo del estudio:

• Para determinar el límite de nucleación homogénea para el estiramiento del agua.
• Para investigar el comportamiento de cavitación del agua en diversas densidades y presiones negativas.
• Para probar la validez de las teorías de nucleación existentes para el agua bajo tensión.

Principales métodos:

• Método de enfriamiento isocórrico para lograr altas tensiones en líquidos.
• Estiramiento controlado del agua a través de un rango de densidades.
• Medición de las tensiones de cavitación y comparación con las predicciones teóricas.

Principales resultados:

• Acuerdo con los datos de Skripov para agua sobrecalentada a densidades más bajas (0.550.68 g/ml).
• Cavitación observada sólo bajo presión negativa (tensión) para densidades entre 0,68 y 0,93 g/ml.
• Las tensiones medidas coincidían con las predicciones de la teoría de la nucleación de vapor de 1948 de Fisher.
• La tensión máxima de 140 MPa se alcanzó a 42°C, apoyando la conjetura de Speedy de un espinodal reentrante para el agua.

Conclusiones:

• El agua se cavita bajo tensión en densidades superiores a 0,68 g/ml.
• Los datos experimentales apoyan fuertemente la existencia de un espinodal reentrante en el agua.
• El estudio proporciona información crítica sobre el comportamiento del agua en su límite de nucleación homogénea.