Камера Вильсона

Камера Вильсона широко используется в самых разнообразных исследованиях и до последнего времени является основным прибором, применяемым в лабораторной практике для создания пересыщенного пара. Расширение газа осуществляется в камере Вильсона в течение очень короткого промежутка времени (0,01...0,001с). За это время теплообмен между газом и стенками камеры происходит в незначительной степени, поэтому такой процесс приближенно можно считать адиабатным.

Камера заполнена воздухом (или каким-либо инертным газом), тщательно очищенным от взвешенных частиц и газовых ионов и насыщенным паром воды (или другой жидкости). При быстром опускании поршня объем парогазовой смеси увеличивается, давление падает. В зависимости от расстояния, на которое опускается поршень, создается определенное расширение и возникает соответствующее этому расширению пересыщение пара. Появление тумана наблюдается визуально или фиксируется фотоаппаратом в параллельных лучах проходящего света или же с помощью специальных приборов, отмечающих уменьшение прозрачности парогазовой смеси.

Как уже отмечалось, процесс расширения в камере Вильсона не является строго адиабатным, так как стенки сосуда сохраняют более высокую температуру, чем парогазовая смесь после расширения. Степень отклонения зависит от размеров и формы камеры, а также от природы парогазовой смеси. По окончании расширения пересыщение снижается вследствие теплообмена смеси со стенками камеры, а также благодаря конденсации пара и выделению теплоты (в том случае, если образуется туман).