Abstract
Some non-volatile materials dissolved
in water drops will, upon evaporation of the water, produce a hollow
shell of the material. Though known for years in the chemical engineering
literature, this fact was not appreciated by those working with the
marine sea-salt aerosol. Our laboratory experiments show that a majority
of seawater drops in free fall in air with a relative humidity less
than about 60% evaporate, become salt-saturated, and change phase to
produce hollow sea-salt particles. Some hollow salt particles have been
found in marine air, though further investigation is required to show
the extent of this phenomenon. Expressions have been derived from which
both the size of the original drop of seawater and its salt supersaturation
at the time of phase change can be calculated from the inner and outer
radii of the salt shell. If hollow particles
are common in the marine aerosol, then instruments that measure particle
size cannot be used to obtain particle mass.
Résumé
Certaines substances non volatiles dissoutes
dans les gouttes d'eau produisent, à l'évaporation de l'eau, des coquilles
creuses. Ce processus est bien connu en génie chimique, et pourtant
il n'en est pas tenu compte dans les travaux sur les aérosols salins
océaniques. Nos expériences de laboratoire montrent que lorsque des
gouttes du de mer tombent en chute libre dans de l'air à moins de 60%
d'humidité relative, la plupart d'entre elles arrivent à saturation
et changent de phase pour produire des particules salines creuses. On
a d'ailleurs trouvé des particules creuses de sel dans de l'air marin,
mais d'autres recherches sont nécessaires pour connaître l'étendue du
phénomène. On présente des relations qui donnent la dimension de la
goutte originale d'eau de mer, ainsi que la sursaturation au changement
de phase, à partir des rayons intérieurs et extérieurs de la coquille
de sel. S'il est prouvé que les particules
creuses sont courantes dans l'aérosol marin, on ne pourra pas
utiliser les appareils qui mesurent les dimensions des particules pour
évaluer la masse de l'aérosol.
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