Насыщенный и ненасыщенный пар
Процессы испарения и конденсации идут непрерывно и параллельно друг другу.
В открытом сосуде количество жидкости со временем уменьшается, т.к. испарение преобладает над конденсацией.
Пар, который находится над поверхностью жидкости, когда испарение преобладает над конденсацией или пар при отсутствии жидкости, называется ненасыщенным.
В герметически закрытом сосуде уровень жидкости со временем не изменяется, т.к. испарение и конденсация компенсируют друг друга: сколько молекул вылетает из жидкости, столько же их за тоже время возвращается в неё, наступает динамическое (подвижное) равновесие между паром и его жидкостью.
Пар, который находится в динамическом равновесии со своей жидкостью, называется насыщенным.
При
данной температуре насыщенный пар
какой-либо жидкости имеет наибольшую
плотность (
)
и создаёт максимальное давление (
),
которое может иметь пар этой жидкости
при этой температуре.
Давление
и плотность насыщенного пара при одной
и той же температуре зависит от рода
вещества:
большее давление создаёт насыщенный
пар той жидкости, которая быстрее
испаряется. Например,
и
Свойства ненасыщенных паров: Ненасыщенные пары подчиняются газовым законам Бойля – Мариотта, Гей-Люссака, Шарля, к ним можно применять уравнение состояния идеального газа.
Свойства
насыщенных паров: 1.
При неизменном объёме с возрастанием
температуры давление насыщенного пара
увеличивается, но не прямо пропорционально
(закон Шарля не выполняется), давление
растёт быстрее, чем у идеального газа.
,
при
возрастании температуры (
),
увеличивается масса пара, а поэтому
возрастает концентрация молекул пара
(
)
и давление насыщенного пара растает по
двум причинам (
3
1
– ненасыщенный
пар (идеальный газ);
2 2 – насыщенный пар; 3 – ненасыщенный пар,
1 полученный из насыщенного пара в том же
объёме при нагревании.
2. Давление насыщенного пара при неизменной температуре не зависит от занимаемого им объёма.
С
увеличением объёма масса пара
увеличивается, а масса жидкости
уменьшается (часть жидкости переходит
в пар), при уменьшении объёма пара
становится меньше, а жидкости больше
(часть пара переходит в жидкость),
плотность же и концентрация молекул
насыщенного пара остаются постоянными,
следовательно, и давление остаётся
постоянным (
).
жидкость
(насыщ.
пар + жидкость)
ненасыщ. пар
Насыщенные пары не подчиняются газовым законам Бойля – Мариотта, Гей-Люссака, Шарля, т.к. масса пара в процессах не остаётся постоянной, а все газовые законы получены для неизменной массы. К насыщенному пару можно применять уравнение состояния идеального газа.
Итак, насыщенный пар можно перевести в ненасыщенный пар, либо нагревая его при постоянном объёме, либо увеличивая его объём при постоянной температуре. Ненасыщенный пар можно перевести в насыщенный пар, либо охлаждая его при постоянном объёме, либо сжимая его при постоянной температуре.