基于自旋odal 压力和非经典核算理论估算熔岩中气泡核的表面张力
地球物理
2025-09-18 v2 材料科学
应用物理
经典物理
摘要
估算火山产品气孔质地的熔岩解压率已通过理论模型和实验室实验的发展而取得了进展。该理论模型基于核算理论,其中表面张力是支配核生成最强参数。由于直接测量表面张力困难,故通过使用经典或非经典核算理论公式反演实验样品中气泡数密度来计算。然而,在非经典情况下(即考虑表面张力随超饱和度依赖性的情况),自旋odal 压力(即表面张力为零的点)此前未知, necessitating 复杂的数学运算。本研究通过将水饱和硅酸盐熔岩近似为由硅酸盐和水组成的两组分对称规则溶液,将自旋odal 压力由 Gibbs 能曲线确定后代入非经典公式。这种方法允许使用过去解压实验的数据更简洁地估算表面张力。尽管如此,得到的表面张力值比使用经典公式获得的值更分散,表明目前尚不有效地将非经典公式应用于熔岩气化问题。解决这一问题可能需要综合理解表面张力随超饱和度和气泡半径的依赖性。这种理解将有助于更准确地估算表面张力,并有助于解决理论与实验气泡数密度值之间的差异。
引用
@article{arxiv.2505.07055,
title = {Surface tension estimation of bubble nuclei in magma using spinodal pressure and nonclassical nucleation theory},
author = {Mizuki Nishiwaki},
journal= {arXiv preprint arXiv:2505.07055},
year = {2025}
}
备注
21 pages, 2 figures, 2 tables