Kondensationsprozesse in der Nähe des kritischen Punktes

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Eine aktuelle Frage bei der Anwendung gepulster Überschall-Molekularstrahlen betrifft, die bei einer Hochdruckexpansion maximal erzielbare Abkühlung der Moleküle. Während hohe Stagnationsdrücke bereits erfolgreich eingesetzt werden, um mittels überkritischer Fluide nicht-flüchtige und thermisch labile Moleküle als Molekularstrahl in die Gasphase zu transportieren, ist der Einfluss der thermodynamischen Zustandsgrößen Druck und Temperatur sowie der Phase (gasförmig, flüssig, überkritisch) auf die resultierende Strahltemperatur noch weitgehend unklar. Im beantragten Projekt soll daher die Überschallexpansion kleiner Moleküle bei hohen Ausgangsdrücken anhand der drei Modellsysteme CO, CO2 und C2H4 hinsichtlich thermischer Relaxation und Kondensation detailliert untersucht werden. Die aus der adiabatischen Expansion resultierende Abkühlung der Moleküle soll mit hochauflösenden Flugzeitmessungen für Drücke von 10 bar... 150 bar und Temperaturen von 225 K ... 425 K systematisch studiert werden. Besonderes Augenmerk liegt dabei auf Expansionsbedingungen in unmittelbarer Nähe der Phasengrenzlinien und des kritischen Punktes.