певні щільність і тиск насичених парів. Якщо в деякому обсязі знаходяться пари небудь рідини, наприклад води, то в звичайних умовах зниження температури призведе до того, що пари наблизяться до стану насичення, а потім почнуть конденсуватися, осідаючи у вигляді рідини на стінках, а далеко від них утворюються крапельки туману . Туман при охолодженні парів в одних випадках виходить густий, в інших - рідкісний, а за деяких умов може не з'явитися зовсім.
Якщо в товстостінний скляний посудину, що містить кілька крапель води накачати повітря (при цьому повітря в посудині нагріється), потім вождів кілька хвилин, щоб повітря в посудині прийняв кімнатну температуру і відкрити судину, то можна побачити, що в ньому з'явиться слабкий туман. Причина цього така. При відкриванні судини повітря в ньому розрідити і остудився. Це охолодження призвело до того, що пар води в посудині дійшов до насичення і Сконденсувати. Якщо в посудину кинути запалений сірник, то вона згасне, залишивши в посудині непомітний дим. Якщо повторити досвід, то можна побачити, що посудина після відкупорювання наповнився туманом більш густим, ніж раніше. Частинки диму служать центрами, біля яких починається конденсація парів (ядра конденсації). Тому за наявності диму з'являється (при тих же умовах) більше крапельок туману, ніж у його відсутності.
Якщо повітря в посудині ретельно очистити від пилу, то туман при відкорковування судини зі стисненим повітрям чи не з'явиться навіть при охолодженні значно нижче температури, при якій досягається насичення. У цьому випадку виходить пересичений пар, тобто пар, тиск якого вище, ніж тиск насиченої пари при даній температурі.
Проте досвід показує, що освіта крапельок рідини можливо лише в тому випадку, якщо в газі є центри конденсації-порошинки, іони, вістря на поверхні твердих тіл і т. п. Якщо ж центри конденсації відсутні, то краплі рідини не утворюються, і виникає метастабильное стан - пересичений (переохолоджений) пар. Пар називають пересиченим, якщо його щільність (тиск) вище щільності (тиску) насиченої пари при тій же температурі. Метастабільні стани широко зустрічаються в природі і використовуються в науці і техніці. В атмосфері ядрами конденсації служать найчастіше мізерно малі крупинки морської солі, завжди носиться в повітрі. Чималу роль відіграє також дим. З існуванням метастабільних станів пов'язані, наприклад, явища магнітного, електричного і пружного гістерезису, освіта перенасичених розчинів, гарт стали, виробництво скла і т. д.
Пересичений пар можна отримати і шляхом ізотермічного стиснення пари до тиску, який перевершує тиск насиченої пари при даній температурі. Здатність іонів грати роль центрів конденсації використовується в камері Вільсона. Заряджена частка на своєму шляху в переохолодженому парі ионизует молекули пари. Іони стають центрами конденсації, навколо яких утворюються крапельки рідини. Завдяки цьому уздовж траєкторії частки утворюється туман, і траєкторія стає видимою. Це дозволяє досліджувати заряджені частинки, їх взаємодія і т. д. Такі прилади називаються камерами Вільсона. Вони зіграли велику роль у наукових дослідженнях елементарних частинок.
Чому іони стають зародками конденсації? Це обумовлено балансом енергії конденсації, поверхневої енергії і кулоновской енергії. Молекули води володіють великим дипольним моментом. Вони оточують заряджений іон, орієнт...
