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Física · 术语表

什么是 Sobrefusión, sobrecalentamiento?

Definición 25.14 Física universitaria — primer año · 第 25 章 — Cambios de estado de un cuerpo puro

Una fase puede persistir más allá de su frontera de equilibrio: agua líquida enfriada por debajo de 0∘C0{}^{\circ}\mathrm{C} sin congelarse (la sobrefusión), calentada por encima de su temperatura de ebullición sin hervir (el sobrecalentamiento), vapor comprimido más allá de PsP_s sin condensar (la sobresaturación). Estos estados metaestables exigen la ausencia de puntos de nucleación — polvo, arañazos, gas disuelto, cristales de hielo — sobre los que pueda arrancar la nueva fase; una perturbación los vuelca de golpe, y de modo irreversible, hacia el equilibrio.

示例

Ejemplo 25.15 (La botella en sobrefusión)

Agua en reposo a −8∘C-8{}^{\circ}\mathrm{C} en una botella limpia, y un golpe: los cristales de hielo la recorren como un disparo y la temperatura salta a 0∘C0{}^{\circ}\mathrm{C}. El proceso es adiabático y rápido, de modo que el calor sensible c ΔTc\,\Delta T congela una fracción x=c ΔT/Lf=4.18×8/334=0.10x = c\,\Delta T/L_f = 4.18 \times 8/334 = 0.10 del agua; la entropía creada, cln⁡(273/265)−xLf/273=124−122=+2 J/(kg K)c\ln(273/265) - xL_f/273 = 124 - 122 = +2\,\mathrm{J}/(\mathrm{kg}\,\mathrm{K}), es positiva como ha de ser. Las nubes están llenas de gotitas en sobrefusión hasta −40∘C-40{}^{\circ}\mathrm{C}; el engelamiento de los aviones y la siembra de nubes explotan ambos ese hecho.

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