La capture des noyaux de condensation par chocs moléculaires au cours des processus de condensation

Résumé

Les processus de transfert de vapeur autour d'une gouttelette en cours d'évaporation ou de condensation peuvent être observés optiquement en introduisant dans l'atmosphère un aérosol inerte de particules diffusantes submicroscopiques. L'examen sur fond noir, en éclairage latéral, permet de suivre ainsi la trajectoire et la vitesse des particules témoins sous l'action des chocs qu'elles reçoivent des molécules de vapeur d'eau se dirigeant ou s'éloignant de la goutte observée.

Le transfert de vapeur d'eau se matérialise par un déplacement continu, facilement mesurable, superposé au mouvement Brownien habituel des particules. L'observation d'une goutte en voie d'évaporation met en évidence une chemise noire de protection analogue au «dust free space» des phénomènes d'origine thermique. Une goutte en voie de condensation par contre visualise un mécanisme de cinétique moléculaire permettant la capture des particules submicroscopiques. Les conséquences de ce mécanisme de capture rendent facilement explicables certains processus de la microphysique des nuages. On peut en tirer des conclusions pratiques applicables à l'insémination des nuages par des aérosols à propriétés particulières ou pour le dépoussiérage rapide des locaux industriels et des mines.

Zusammenfassung

Der Dampftransport während der Verdunstung und Kondensation von Tropfen kann direkt optisch durch Einführung von Aerosolen zerstreuender, submikroskopischer Teilchen beobachtet werden. Seitenbeleuchtung gestattet, die Bahnen und Geschwindigkeiten, die diese Teilchen bei molekularen Zusammenstößen mit den sich zum Tröpfchen hin oder vom Tröpfchen weg bewegenden Wasserdampfmolekülen erhalten, zu verfolgen.

Der Wasserdampftransport besteht in einer steten, leicht meßbaren Partikelbewegung, welche sich der üblichen Browschen Bewegung überlagert. Die Beobachtung eines verdunstenden Tröpfchens zeigt eine Art Schutzmantel, den “dust-free space”, wie er von anderen thermischen Erscheinungen bekannt ist. Von einem kondensierenden Tröpfchen hingegen werden die submikroskopischen Partikel infolge molekularer Zusammenstöße eingefangen. Dieser Prozeß macht einige Vorgänge der Wolken-Mikrophysik verständlich. Daraus ableitbare Folgerungen können bei Operationen zur künstlichen Regenerzeugung oder zur Reinigung staubhaltiger Luft verwertet werden.

Summary

The process of vapor transfer during evaporation or condensation of droplets may be observed directly by introducing aerosols of diffusing submicroscopic particles. When lighted by a lateral beam, velocities and trajectories of these particles are visible under molecular collisions from vapor molecules reaching or leaving the droplet.

Vapor transfer materializes itself by a continuous, easily measurable displacement of the particles, superposed with the usual Brownian motion. A freely evaporating droplet is surrounded by a dust-free space similar to that observed in thermic repulsion. A condensing droplet, on the contrary, shows a process of capture due to molecular collisions of the submicroscopic particles.

This mechanism of molecular capture may explain some processes which occur in microphysics of clouds. These principles may be applied to artificial inducement of precipitation or for cleaning dusty air.