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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 -(TSP) 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.
Atmospheric Research
- Volume 22, Issue 1, Pages
15-25, June 1988
- Received
12 December 1986; accepted 31 July 1987.
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