凝结过程是由水汽变为水的物理过程。就是当水面上的实际水汽压超过水面温度应有的
饱和水汽压时,水面上的水汽处于过饱和状态,此时落回水面的水汽分子数会比跑出水面的水分子数为多,有一部分水汽变成了水。
1897 年
威尔逊(T . R . Wilson) 将过滤了的纯洁空气引人膨胀云室内,使之绝热冷却到过饱和f=800%时才有十分细小的雾滴形成。如果有荷电质点(离子)存在时,当f = 600%在正离子上有雾滴形成, 当f=4 00 %时在负离子上有雾滴形成?而在未曾过滤混有杂质的空气中,只要有不大的过饱和(f = 101 一110%),有时甚至在未饱和的情况下(f< 100%) 也有凝结产生。原因是在未过滤的空气中,悬浮有大量的杂质可作为凝结核心。在没有任何杂质的洁净空气中, 雾梢的形成是由于分子的热运动所致。当水汽分子作不规则运动时,某些分子就会相互碰撞而形成一种极微小的液相胚淌。这种胚滴到达某一临界尺度肘,它将继续存在和成长,亦即变成富有生命力的胚滴了。这种过程即称为自生凝结过程。
尼康德诺夫(8 贝.HHKaHAPOB.1959 )对水滴和冰品的自发形成过程进行了比较详细的研究。他指出,由于不规则的
分子热运动,使得大气中的水汽分子形成许多各种大小不稳定的缔合物(H20) 11 这些缔合物在热运动影响下会分崩离散或者再度形成缔合物。当在巨大的过饱和条件下,水汽即以这些分子缔合物为凝结中心自发形成水滴(或) 。有上述现象可以看出:大气中产生凝结的必要条件之一是
凝结核的存在。
本身就是一种溶质,当它吸水之后, 核表面就形成了一层溶液膜,从而使核表面的饱和水汽压降低,因此,即使在未饱和的空气中,在它上面也可以产生凝结。如果核具有
毛细管孔隙,则当它吸水后,在管内遂形成四形面,由于四面饱和水汽压小于平丽饱和水汽压, 因而减低了开始发生凝结所需要的过饱和,使木汽容易凝结于其上。几能作为凝结中心的小质点,通常称为凝结核。
对于可溶性核而言,不论带电与否,均应分成两个阶段讨论。第一阶段:从水汽凝结开始到凝结核全部溶解为止,这是饱和溶液阶段;第二阶段: 所形成的水滴半径继续增犬,溶液乃开始稀释。在此阶段中, 溶液浓度是不断改变的,但是只要知道凝结核的大小和溶质的种类,便不难决定稀释后的浓度。