Понятие фазы вещества. Насыщенный пар и его свойства. Лекция 7

Понятие фазы вещества
Три агрегатных состояния воды – лед, обычная вода,
водяной пар – это также три ее различные фазы.
В пределах одного и того же агрегатного состояния вещество
может находиться в различных фазах: алмаз и графит – это
две различные фазовые модификации твердого углерода.

Фазовый переход вещества

Реальный газ
В реальных газах и жидкостях
молекулы имеют конечные (хотя и малые) размеры и определенную форму и между ними существуют значительные силы взаимодействия.
Чем ниже температура и выше давление, тем свойства газа ближе к свойствам реального газа

Парообразование
Газ при низких температурах и
высоких давлениях называют паром,
при этом указывают, из какой жидкости он образовался.
Явление перехода вещества в пар называется парообразованием.
Парообразование происходит в виде
испарения и кипения.

Испарение
Это парообразование
с открытой поверхности жидкости,
граничащей с газообразной средой или вакуумом.

Удельная теплота парообразования
Это количество теплоты Q , необходимое
для превращения в пар 1 кг жидкости
при постоянной температуре Т
r = Q / m
СИ: [r] = [Дж / кг]
Когда молекула жидкости переместится
от границы поверхностного слоя на расстояние,
больше радиуса действия молекулярных сил жидкости (≈ 1нм),
она становится молекулой пара.

Скорость испарения
Испарение жидкости происходит
при любой температуре
Скорость испарения зависит:
от рода жидкости,
площади ее свободной поверхности,
температуры,
плотности пара над жидкостью.

Насыщенный пар
Пусть жидкость находится в замкнутом сосуде,
из которого откачан воздух.

Насыщенный пар
Если число молекул пара увеличивается, то такой пар называется ненасыщенным.
Если за одно и то же время число испаряющихся и конденсирующихся молекул пара одинаково, то число молекул пара над жидкостью будет оставаться постоянным – это состояние динамического равновесия.
Пар, находящийся в динамическом равновесии с жидкостью, называют насыщенным.

От чего зависит давление насыщенного пара?
С увеличением числа молекул пара над жидкостью
при Т = const его давление увеличивается.
Давление максимально для насыщенного пара.
р ≈ n0 к Т
Давление насыщенного пара зависит от температуры, но не зависит от его объема.