Перегре́тая (метастаби́льная) жи́дкость — жидкость, нагретая выше температуры кипения. Перегретая жидкость является примером метастабильного состояния, в ряде энергетических и технологических режимов вызывает такие специфические динамические явления, как взрывообразное вскипание за счёт запасённого тепла, неустойчивость поверхности раздела жидкость-пар, формирование фронта фазового перехода.

Существование перегретых (метастабильных) состояний связано с затруднённостью начальной стадии фазового перехода первого рода. Прерывистый характер перехода (, ; здесь  — удельная энтропия,  — удельный объём) исключает возможность превращения одновременно во всей массе вещества вблизи равновесия. Фазовый переход начинается в отдельных «точках» однородной системы, эти точки должны удовлетворять условию ( — радиус зародыша,  — радиус критического зародыша) — тогда рост новой фазы сопровождается убылью термодинамического потенциала.

Характеристикой потенциального барьера, который нужно преодолеть зародышу для достижения критического размера, есть работа образования критического зародыша:

где

•  — объём критического пузырька,
•  — радиус критического пузырька,
•  — давление пара на линии насыщения (при данной ),
•  — давление в жидкости,
•  — удельный объём жидкости,
•  — удельный объём пара.

также можно записать через равновесные свойства:

где  — коэффициент поверхностного натяжения.

Примеры

Аргон, атмосферное давление:

• Т_{насыщения} = −186 °C
• Т_{достижимого перегрева} = −142 °C.

Как видно, на опыте достигается перегрев в 44 градуса.

Вода позволяет устойчивый перегрев до 200 °C. Нагретая до 300 °C вода может существовать в жидком состоянии при атмосферном давлении на протяжении времени порядка микросекунд.^[1]

См. также

• Растянутая жидкость

Примечания

Литература

В. Е. Виноградов Исследование вскипания перегретых и растянутых жидкостей (Автореферат диссертации на соискание учёной степени доктора физико-математических наук) 43. Институт теплофизики Уральского отделения РАН (2006). Архивировано из первоисточника 22 августа 2011. Проверено 28 июля 2011.

Ссылки

• Перегретая жидкость на YouTube. В. И. Гервидс. НИЯУ МИФИ (10.03.2011). — Физические демонстрации.  (Проверено 23 июня 2011)