2020-01-14 05:39:02
研究人员解决了关于蒸发的科学谜团

蒸发可以解释为什么整个游泳池的水位会下降,但是它在从冷却电子设备到发电等工业过程中也起着重要作用。全球大部分电力供应是由蒸汽厂产生的,而蒸汽厂是由蒸发驱动的。

但是,关于液体在何时与蒸气相遇的温度如何以及在多少上变化的问题一直困扰着确定液体何时以及如何迅速转变为蒸气的概念,这就是所谓的温度不连续性。这些问题使使用蒸发法创建更有效的过程变得更加困难,但是现在,休斯顿大学的研究人员已经报告了该界面发生了什么的答案,解决了20年的矛盾发现。这项工作发表在《物理化学杂志》 C上。

温度不连续性由加拿大研究人员G.Fang和C.A.于1999年首次报道。沃德(Ward)指出,他们无法通过经典力学来解释这种现象。新作品解决了这个谜。

UH机械工程副教授库伦(Hull Ghasemi)说,新的认识消除了“瓶颈”,该瓶颈对涉及蒸发的过程进行了复杂的预测和模拟。

Ghasemi说:“我们展示了界面上几个分子的空间内发生的现象的物理原理,并精确地发展了有关蒸发速率的理论。” “这使我们能够解释过去20年中报告的所有相互矛盾的发现,并解决了这个谜团。”

除了Ghasemi之外,该论文的合著者还包括第一作者Parham Jafari。 UH的学生和UH的研究助理教授Amit Amritkar。

研究人员首先在实验室里解决了这个问题,但是加塞米说,他们无法获得确定的答案所需的空间分辨率。他们使用一种计算方法来发现几个分子长度内的液体和蒸气的性质。

使用直接模拟蒙特卡洛方法开发的解释将使科学家能够基于蒸发理论更准确地模拟所有系统的性能。

Ghasemi说:“有了这种了解,我们可以更准确地开发性能和效率的仿真,以及设计和预测先进系统的行为。”

那将在能源,电子,光子学和其他领域得到应用。

Ghasemi只是蒸发重要性的一个例子,他指出,全球80%的电力是通过蒸汽装置产生的,而蒸汽装置则根据蒸发现象进行工作。

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