Wachstum von Wassertröpfchen in der Dampfphase: Ein quantitativer Vergleich von Experiment und Theorie

Alexander Fladerer, Mai 1998

Das Wachstum von Wassertröpfchen im Anschluß an eine homogene Keimbildung wurde in einer Nukleationspulskammer bei 230 K, 240 K und 250 K gemessen. Verschiedene Anzahldichten von Teilchenpopulationen wurden durch Variation der Übersättigung erzeugt. Die experimentellen Wachstumskurven zeigen gute Übereinstimmung mit dem nach gängigen Theorien erwarteten Verhalten von diffusionsbestimmtem Wachstum. Berücksichtigung des Einflusses der freien Translation der Dampfmoleküle im Bereich großer Knudsenzahlen sowie der Dampfverknappung im Endstadium erlaubt eine quantitative Beschreibung des gesamten Kondensationsprozesses von der homogenen Keimbildung bis zum endgültigen, fast monodispersen Aerosol. Der Vergleich der gemessenen Wachstumskurven mit Vorhersagen verschiedener Wachstumstheorien zeigt, daß die Theorie von Fuchs und Sutugin ohne Anpaßparameter eine genaue Beschreibung des Kondensationsvorganges liefert. Diese Schlußfolgerung wird gestützt durch die korrekte Beschreibung sowohl der Zeitabhängigkeit des Wachstums einzelner Tröpfchen als auch der Temperaturabhängigkeit und Abhängigkeit von der Anzahldichte des Aerosols.