Leipzig 2002 – wissenschaftliches Programm

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UP: Umweltphysik

UP 7: Aerosole und Laborexperimente

UP 7.1: Vortrag

Montag, 18. März 2002, 15:15–15:30, HS 16

Salzaerosole: Thermodynamik und Nukleation einzelner Tröpfchen — •Mariam Hamza, Wolfgang Mikosch und Eckart Rühl — Fachbereich Physik, Universität Osnabrück, Barbarastraße 7, D-49069 Osnabrück

Mit Hilfe der berührungsfreien Speicherung in einer elektrodynamischen Falle lässt sich die homogene Nukleation einzelner, übersättigter Elektrolytlösungströpfchen (NaCl, KCl) mit hoher Genauigkeit untersuchen.

Aus der Temperaturabhängigkeit der kritischen Feuchten, bei denen ein Phasenübergang beobachtet wird, wurden Solvatationsenthalpien gesättigter sowie übersättigter Salz-Lösungen bestimmt. Während sich aus Messungen gesättigter Lösungen die bekannten Literaturwerte reproduzieren lassen, erhält man bei übersättigten Lösungen einen zusätzlichen deutlich exothermen Enthalpiebeitrag.

Weiterhin wurden aus den Kristallisationszeiten die Raten für die homogenen Kristallisation bestimmt. Entgegen der klassischen Nukleationstheorie findet man bei den untersuchten Salzlösungen mehrere Nukleationsprozesse, die in unterschiedlichen Zeitskalen ablaufen. Der beobachtete S-förmige Anfangsverlauf der Nukleationswahrscheinlichkeit ist zudem typisch für einen Übergangszustand mit einer zeitabhängigen Nukleationsrate, innerhalb dessen sich eine Gleichgewichtsverteilung der kritischen Clustergröße in der übersättigten Lösung ausbildet.