Насыщенный пар и закон Бойля–Мариотта

Рассмотрим опыт 1 (рис. 13.3). Из воронки 1, наполненной водой, в сосуд 2, где находится воздух, перетекает вода. Вскоре перетекание воды в сосуд прекращается, так как для массы воздуха, заключенной в сосуде, справедлив закон Бойля–Мариотта рV = const: V$ Þ p# Þ возросшее давление воздуха останавливает течение воды.

Проведем опыт 2. Цилиндрический сосуд 1 соединим узкой трубкой с сосудом 2, в котором находится вода (рис. 13.4,а). Воздух из сосудов удалим.

Перевернем прибор. Вода перетечет из сосуда 2 в сосуд 1, ничуть не задерживаясь(рис. 13.4,б), т.е. насыщенный пар не оказывает никакого сопротивления движению воды. Значит, по мере уменьшения объема давление насыщенного пара в сосуде 1 не изменяется. Следовательно: рV ¹ const.

Это так, поскольку масса насыщенного пара в сосуде 1 по мере переливания воды уменьшается за счет конденсации паров. В сосуде 2, наоборот, масса пара увеличивается. Поэтому для пара, находящегося в каждом сосуде, т ¹ const, и закон Бойля–Мариотта действительно несправедлив!

Закон Дальтона для насыщенного пара

Экспериментально установлено, что давление смеси газа и пара, находящегося в равновесии с жидкостью, равно сумме давлений каждой составляющей смеси, как если бы не было других составляющих.

Вывод: давление воздуха не влияет на давление паров воды, а значит, и на их плотность, т.е. в присутствии и отсутствии воздуха давление насыщенного пара при данной температуре одно и то же.

СТОП! Решите самостоятельно: А1, А10, С5–С8, С11.

Точка росы

При данной температуре в воздухе может содержаться водяной пар в концентрации, не большей, чем концентрация насыщенного пара. Но при бóльших температурах больше и плотность насыщенных паров.

Если воздух охлаждается до такой температуры, что содержащийся в нем водяной пар становится насыщенным, то говорят, что достигнута точка росы. При охлаждении ниже точки росы водяные пары начинают конденсироваться в воду – выпадает роса (туман).