Свойства насыщенного пара

Насыщенный пар и его свойства.

Кипение. критическая температура

Если в комнате оставить открытый стакан с водой, то через некоторое время вся вода из него испарится. Если же стакан накрыть крышкой, то вода в нем будет находиться неограниченно долго.

Читатель: Верно ли, что во втором случае вода в стакане не испаряется?

Автор: Нет. Вода испаряется в обоих случаях, но наряду с испарением происходит процесс конденсации – вода переходит из газообразного состояния в жидкое.

Когда стакан открыт, процесс испарения идет интенсивнее, чем процесс конденсации, так как перешедшие в газообразное состояние молекулы воды разлетаются по всей комнате. Когда стакан закрыт, то молекулы не могут вылететь из небольшого пространства между поверхностью воды и крышкой. Поэтому вскоре число молекул, покинувших воду, сравнивается с количеством молекул, вернувшихся в нее. Иначе: скорость процесса испарения становится равной скорости процесса конденсации.

Если жидкость и пар находятся в закрытом сосуде и в течение длительного времени не изменяется ни количество жидкости, ни количество пара, то говорят, чтожидкость и пар находятся в динамическом равновесии.

Пар, находящийся в состоянии динамического равновесия с жидкостью, называется насыщенным.

Свойства насыщенного пара

Давление насыщенного пара при данной температуре является величиной постоянной. У разных жидкостей давление насыщенного пара разное. Рассмотрим эксперимент, подтверждающий это утверждение.

В колбу, из которой предварительно откачали воздух, через воронку наливается жидкий эфир (рис. 13.1). Пары эфира создают давление, которое измеряется с помощью столбика ртути.

В начальный момент высота столбика ртути h = 760 мм, потом по мере испарения эфира она уменьшается, так как давление на ртуть со стороны паров эфира растет. Как только эфир, налитый в колбу, перестает испаряться, наступает насыщение, и давление больше не растет, сколько бы эфира ни налить в колбу.

Заметим, что чем выше температура колбы, тем больше давление насыщенных паров.

Параметры насыщенных паров удовлетворяют уравнению Менделеева–Клайперона

pV = .

Так как при данной температуре Т величины m и R постоянны для данного газа, то плотность насыщенного пара для данного вещества есть величина постоянная. Для примера в табл. 13.1 приведены сравнительные давления насыщенных паров воды и ртути при разных температурах.

Т а б л и ц а 13.1