气相中带电粒子周围的液体成核

我们从理论上研究在带电球形粒子存在时蒸气中液滴的成核。由于场梯度，在足够接近气-汽系统临界点时，电荷使气相失稳并引发相变。流体的自由能由 van der Waals 表达式加上静电能量与平方梯度项描述。我们计算了任意温度、粒子电荷和蒸气密度下的平衡密度分布。与经典成核理论不同，此处液相与气相均不同于体相，因为它们在空间上非均匀。此外，该理论适用于尖锐与弥散界面，并自洽地计算表面张力。我们求得组成分布并将其积分得到粒子附近的吸附量。我们发现吸附量在一级相变线上发生不连续变化。该线在足够高温下变为二级相变。我们数值描述了相变点并给出了其近似解析表达式。类似于预润湿，吸附量在双节相界处发散。我们构建了指示双节线、旋节线和临界温度变化的相图。结果表明场梯度扩大了可发生液体成核的温度与蒸气密度范围。