3.4. Кипіння. Перегріта рідина

об’ємі рідини, так і з її поверхні при сталій температурі, на-

званій температурою кипіння­ .

Умова кипіння:

— Рідина кипить, коли тиск насиченої пари дорівнює зовнішньому тиску на рідину. Температура кипіння води дорівнює 100 °С при нормальному атмосферному тиску:

pнасич100 = pатм ≈ 105 Па,

pн. п = pзовнішн, pн. п = pатм.

— Температура кипіння рідини залежить від виду рідини, наявності домішок, зовнішнього тиску на рідину.

— При зменшенні зовнішнього тиску температура кипіння знижується, і навпаки. Якщо з рідини видалити розчинене повітря (багатократним кип’ятінням) і можливі центри пароутворення (пилинки, іони тощо), то можна під-

няти температуру рідини дещо вище від температури кипіння. Такий стан називається перегрітою рідиною. Перегріту

рідину також можна одержати за умови, якщо зовнішній тиск стане меншим порівняно з тиском насиченої пари при даній температурі.

3.5. Приклади розв’язання задач

Задача 1.

На вулиці цілий день мрячить холодний осінній дощ. У теплій кімнаті розвішана випрана білизна. Чи висохне швидше білизна, якщо відкрити кватирку?

Аналіз і розв’язання:

У кімнаті й на вулиці водяна пара є насиченою. Тиск насиченої пари збільшується зі збільшенням температури. За умовою задачі температура вища в кімнаті, отже, насичена пара в ній перебуває під вищим тиском, ніж на вулиці.

161

Молекулярна фізика

Отже, при відкритій кватирці водяна пара виходитиме на вулицю, оскільки там її тиск менший.

Відповідь: білизна висохне скоріше, якщо кватирка відчинена.

Задача 2.

Відносна вологість повітря ввечері при 14 °С дорівнює 80 %. Уночі температура повітря знизилась до 6 °С і випала роса. Скільки водяної пари сконденсувалося з 1 м3 повітря?

Оскільки пара стала насиченою, то ρn2 =ρН6 . Таким чи-

ном, mn2 =ρН6V .

Тоді маса води дорівнює:

mв = V (ρn1 −ρН6 ).

Визначимо ρn1 за формулою відносної вологості повітря:

Тоді масу води можна розрахувати за такою формулою:

162

3. Властивості пари

Відповідь: mв =2,38 г .

Задача 3.

На рис. 134, а показані циліндри а і б, у яких ізотермічно стискують повітря і насичену пару води. Накресліть і поясніть графіки залежності тиску повітря і насиченої пари від об’єму.

Розв’язання:

Для повітря графік являє собою гіперболу (1), а для насиченої пари — пряму, паралельну осі V. Тиск насиченої пари не залежить від об’єму (рис. 134, б).

Задача 4.

Яка густина насиченої пари води при температурі

100 °С?

163

Молекулярна фізика

Розв’язання:

4.Властивості рідин

—Рідини зберігають об’єм, але не зберігають форму (набувають форми посудини, у яку їх поміщають).

—Основна властивість рідини — плинність.

Характер молекулярного руху: молекули­ коливаються відносно положення рівноваги і «перестрибують» в інші позиції (рис. 135). Час «осідлого» життя більший за час переміщень. Молекули розташовані на

164