Насыщенный и ненасыщенный пар

При естественных условиях пар считают газом. Он может быть насыщенным и нена­сыщенным, что зависит от его плотности, температуры и давления.

Пар, находящийся в динамическом равновесии с собственной жидкостью, является насыщенным.

Динами­ческое равновесие между жидкостью и па­ром возникает тогда, когда количество мо­лекул, вылетающих из свободной повер­хности жидкости, равно количеству моле­кул, возвращающихся в нее.

В открытом сосуде нарушается динами­ческое равновесие, и пар становится нена­сыщенным, поскольку определенное коли­чество молекул испаряется в атмосферу и не возвращается в жидкость.

Насыщенный пар образуется в закрытом сосуде над свобод­ной поверхностью жидкости.

Насыщенный и ненасыщенный пар име­ют разные свойства. Исследуем их.

Рис. 3.2. Изотермическое сжатие пара

Концентрация молекул насы­щенного пара не зависит от его объема.

Пусть ненасыщенный пар при темпе­ратуре T находится в цилиндре с поршнем (рис. 3.2). Начнем медленно его сжимать, чтобы обеспечить изотермический процесс (участок AB). Сначала, если пар значитель­но разреженный, зависимость давления от объема будет соответствовать закону Бой­ля-Мариотта для идеального газа: pV = const. Тем не менее с уменьшением объема ненасыщенного пара (увеличением его плотности) начинает наблюдаться откло­нение от него. Дальнейшее изотермическое сжатие пара ведет к тому, что он начинает конденсироваться (точка В), в цилиндре образуются капельки жидкости и пар ста­новится насыщенным. Его плотность, а следовательно и концентрация молекул, при­обретает максимальное значение для данной температуры. Они не зависят от объема, который занимает насыщенный пар, и оп­ределяются его давлением и температурой.

При сжатии насыщенного пара (участок BC) его давление не будет изменяться (p = const). Это объясняется тем, что с умень­шением объема насыщенный пар конден­сируется, образовывая жидкость. Ее доля в объеме цилиндра все время увеличивается, а объем, который занимает насыщенный пар, уменьшается. Это происходит до тех пор, пока весь насыщенный пар не пере­йдет в жидкое состояние (точка C).

Дальнейшее уменьшение объема вызы­вает стремительное возрастание давления (участок DC), поскольку жидкости почти не сжимаются. Материал с сайта http://worldof.school

Итак, при изотермическом сжатии не­насыщенного пара сначала (при незначи­тельной плотности) он проявляет свойства идеального газа. Когда же пар становится насыщенным, его свойства подчиняются дру­гим закономерностям. В частности, при не­высоких температурах его состояние при­близительно описывается уравнением p = nkT, когда концентрация молекул не зависит от объема, занимаемого газом. График зави­симости давления p от объема V, изобра­женный на рис. 3.2, называется изотермой реальных газов.

Изотермы реального газа ха­рактеризуют его равновесное состояние с жидкостью. Их совместимость позволяет оп­ределить зависимость давле­ния насыщенного пара от тем­пературы.

На этой странице материал по темам:

• Что характерно для насыщенного пара с молекулярной точки зрения

• Насыщенный пар и его свойства кратко

• Пар. насыщенный и ненасыщенный. изотерма пара

• Научное познание краткий конспект

• Що характерно з молекулярної точки зору для насиченої пари

Вопросы по этому материалу:

• Какой пар называется насыщенным?

• Что характерно с моле­кулярной точки зрения для насыщенного пара?

• Чем отличаются свойства насыщенного и ненасыщенного пара?

• Почему пар можно считать газом?