34.Переход из газообразного в жидкое. Экспериментальные изотермы.

Насыщенный пар

Если покинувшие жидкость молекулы удаляются из пространства вблизи поверхности жидкости, то в конце концов вся жидкость испарится. Если же молекулы, покинувшие жидкость, не удаляются, а удерживаются в замкнутом объеме около поверхности жидкости, то дальнейший процесс развивается по-другому. Покинувшие жидкость молекулы образуют пар. Молекулы пара, попавшие в область вблизи поверхности жидкости, силами притяжения втягиваются в жидкость. Таким образом, скорость испарения уменьшается. При дальнейшем увеличении плотности пара достигается такая ситуация, когда число молекул, покидающих жидкость за некоторое время, равно числу молекул, возвращающихся в жидкость за то же время. Наступает состояние динамического равновесия. Пар в состоянии динамического равновесия с жидкостью называется насыщенным. С увеличением плотности насыщенных паров поверхностное натяжение жидкости уменьшается, поскольку силы, направленные внутрь жидкости, уменьшаются ввиду роста противоположно направленных сил со стороны насыщенного пара. Отсюда же следует, что скрытая теплота парообразования с повышением температуры уменьшается. При критической температуре плотность насыщенных паров становится равной плотности жидкости и различие между ними исчезает. Это означает, что и поверхность исчезает, и, следовательно, поверхностное натяжение и скрытая теплота парообразования при критической температуре обращаются в нуль. При конденсации пара в жидкость его молекулы взаимно притягиваются, в результате чего их скорости, а следовательно, и их кинетическая энергия возрастают. Это ведет к нагреванию образующейся жидкости: теплота,

затраченная при испарении, отдается обратно при конденсации пара.

переход из газообразного в жидкое

Фазовый переход жидкость-пар является фазовым переходом первого рода. Характерной особенностью таких переходов является то, что они происходят при постоянной температуре, называемой температурой фазового перехода. Для поддержания температуры перехода постоянной в веществе выделяется или поглощается скрытая теплота фазового перехода (теплота парообразования, конденсации). Эта теплота затрачивается на изменение фазового состояния вещества.

35. Поведение 2-х фазной сис-мы. Ур Клапейрона-Клаузиуса

Поведение двухфазной системы В двухфазной системе одновременно присутствуют две фазы. Если при заданном объеме мы будем повышать температуру, то в зависимости от начального соотношения жидкой и газообразной фаз весь сосуд постепенно заполнится либо жидкостью, либо паром.

Уравнение Клапейрона-Клаузиуса Рассматривая малый обратимый цикл Карно в системе, находящейся в двухфазном состоянии, можно получить уравнение Клапейрона-Клаузиуса

где q – удельная (на единицу массы) скрытая теплота фазового перехода; V’п и V’ж – удельные объемы газообразной и жидкой фаз. Уравнение Клапейрона-Клаузиуса связывает давление, при котором находится в равновесии двухфазная система, с температурой.

Если известны удельная скрытая теплота перехода и

объемы жидкой и газообразной фаз, то решение уравнения позволяет найти давление как функцию температуры.