Выбрать главу

• формой первичных (неагрегированных) частиц;

• структурой аэрозоля;

• зарядом частиц.

Для характеристики концентрации аэрозолей, как и других дисперсных систем, используются массовая концентрация и численная (частичная) концентрация.

Массовая концентрация - масса всех взвешенных частиц в единице объема газа.

Численная концентрация - число частиц в единице объема аэрозоля. Как бы ни велика была численная концентрация в момент образования аэрозоля, уже через несколько секунд она не может превышать частиц/.

РАЗМЕРЫ ЧАСТИЦ АЭРОЗОЛЯ

Минимальный размер частиц определен возможностью существования вещества в агрегатном состоянии. Так, одна молекула воды не может образовать ни газа, ни жидкости, ни твердого, тела. Для образования фазы необходимы агрегаты по крайней мере из 20-30 молекул. Самая маленькая частица твердого вещества или жидкости не может иметь размер меньше мкм. Чтобы рассматривать газ как непрерывную среду, необходимо, чтобы размеры частиц были гораздо больше, чем свободный пробег молекул газа. Верхний предел размеров частиц строго не определен, но частицы крупнее 100 мкм не способны длительное время оставаться взвешенными в воздухе.

Таблица 18.1. Размеры частиц некоторых золей

Аэрозоли

Условное обозначение

Размеры частиц, м

Туман (Н2О)

Ж/Г

5 · 10-7

Слоистые облака

Ж/Г

1 · 10-6 - 1 · 10-5

Дождевые облака

Ж/Г

1 · 10-5 - 1 · 10-4

H2SO4 (туман)

Ж/Г

1 · 10-6 - 1 · 10-5

ZnO (дым)

Т/Г

5 · 10-8

Табачный дым

Т/Г

1 · 10-7 - 1 · 10-6

Топочный дым

Т/Г

1 · 10-7 - 1 · 10-4

P2O5 (дым)

Т/Г

1 · 10-6 - 1 · 10-5

ФОРМА ЧАСТИЦ АЭРОЗОЛЯ

Жидкие капли в аэрозолях всегда сферичны, твердые частицы могут иметь самые различные формы. Их можно разделить на три класса.

1. Изометрические частицы, для которых три размера в первом приближении совпадают. К этому классу относятся шарики, правильные многогранники или частицы, близкие к ним по форме.

2. Пластинки - частицы, имеющие два больших размера и один малый: лепестки, чешуйки, диски.

3. Волокна - частицы, протяженные лишь в одном направлении и имеющие меньшие размеры в двух других направлениях: иглы, нити или минеральные волокна.

Форма частиц зависит от способа получения и материала. Так, например, частицы, возникающие при конденсации пара, имеют обычно сферическую форму.

СТРУКТУРА АЭРОЗОЛЯ

Частицы аэрозоля могут существовать сами по себе или объединяться в цепочки, которые называют агломератами или флокулами. Они обычно образуются из высокозаряженных маленьких частиц, которые находятся в плотных дымах. Аэрозоли могут также состоять из полых капель, заполненных газом или полых частиц, содержащих вещество - наполнитель. Таким образом, плотность частиц в аэрозоле может значительно отличаться от плотности исходного вещества.

ПОВЕРХНОСТНЫЕ СВОЙСТВА

Аэрозольные частицы, имея малые размеры, обладают развитой поверхностью, на которой могут протекать адсорбция, горение и другие химические реакции. Большая поверхность обусловливает такие физические свойства, как гигроскопичность или способность взаимодействовать с электрическими зарядами.

ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА АЭРОЗОЛЕЙ

Оптические свойства аэрозолей подчиняются тем же закономерностям, что и оптические свойства лиозолей но в аэрозолях они проявляются более ярко за счет большой разности в плотностях, а значит - в показателях преломления аэрозольной частицы и газовой среды. Характер взаимодействия света с аэрозольной частицей зависит от соотношения между размером частицы d и длиной волны света . Если , то взаимодействие можно рассматривать с позиции геометрической оптики, если , то необходимо основываться на теории электромагнитных колебаний, т.е. учитывать волновую природу света. Для аэрозолей характерны рассеяние и поглощение света.

Интенсивность рассеянного света определяется уже известным нам уравнением Рэлея: