开尔文方程的理论依据

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精选答案

表示液面曲率与蒸气压之间的关系的公式。在一定温度下，液体与其自身的蒸气达到平衡时的饱和蒸气压即液体的蒸气压，通常所指的蒸气压p0，是该温度下大块平表面液体的蒸气压。若在同一温度下，液体是以小液滴的形式存在，则其蒸气压的数值为p，这是因为液体的蒸气压不仅与温度有关，而且还随液面的曲率而变化。液面曲率与蒸气压之间的关系可表示为：

公式 符号

此即开尔文方程式，式中r为液滴的半径；R为气体常数；T为绝对温度；γ与 V分别为液体在该温度下的表面张力与摩尔体积。

由开尔文方程式可知，对于γ为正值的液滴公式 符号＞0，p＞p0即小液珠的蒸气压要大于平表面液体的蒸气压，而且液滴半径越小，其饱和蒸气压增大得越多。由此可以使我们理解蒸气过饱和的现象。反之，若液体中有小气泡存在，则液面的γ为负值，则公式 符号＜ 0，p ＜p0即液体中小气泡中的饱和蒸气压小于平表面的蒸气压。

通常要在蒸气中形成新液相，必须先生成十分小的液珠，需要较高的饱和蒸气压。例如有时空气湿度很大却不下雨，就与此有关。此时若在天空中提供适当的固体微粒，使水蒸气易于在上面凝聚，则液相在固体表面上形成，此液相表面的曲率比小液珠的要小，与它对应的平衡蒸气压也较低，因而过饱和的水蒸气迅速在其表面凝结形成大液滴，这就是人工降雨的原理。