Насыщенный пар

Будем поднимать поршень в цилиндре (рис. 92, е), поддерживая неизменной температуру. При этом объём пара увеличится, а его плотность и давление в первый момент уменьшатся. В этом случае число молекул, вылетающих из жидкости, будет больше, чем число молекул, возврающихся в неё. Плотность и давление пара начнут увеличиваться до тех пор, пока не достигнут прежних значений.

Таким образом, давление насыщенного пара при данной температуре не зависит от его объёма, и для данного вещества его значение постоянно.

Давление насыщенного пара при одной и той же температуре для разных веществ различно. Так, давление насыщенного пара воды при температуре 45 °С равно 10⁴ Па, а ртути — всего 1,3 Па.

Будем нагревать жидкость в закрытом сосуде. При повышении температуры большее число молекул приобретёт энергию, достаточную для преодоления сил притяжения соседних молекул и вылета из жидкости. В первый момент равновесие нарушится, если поддерживать температуру постоянной, то оно восстановится, но теперь над жидкостью будет находиться больше молекул пара, чем при более низкой температуре. Соответственно увеличатся плотность пара и его давление.

Если рассматриваемую систему «жидкость — насыщенный пар» охлаждать, то пар будет конденсироваться. Это означает, что в жидкость будет возвращаться больше молекул, чем из неё вылетать. Плотность и давление насыщенного пара будут уменьшаться.

Таким образом, давление насыщенного пара возрастает с повышением температуры.

Точка росы

4. Превращение ненасыщенного пара в насыщенный можно осуществить, понижая его температуру. Это явление наблюдал каждый из вас. Летним вечером после жаркого дня выпадает роса. Это связано с тем, что в воздухе содержится водяной пар; днём этот пар является ненасыщенным, а к вечеру при понижении температуры он переходит в состояние насыщения и начинает конденсироваться.

Температуру, при которой ненасыщенный пар становится насыщенным, называют точкой росы.

Точка росы зависит от давления. Так, при давлении 2,3 • 10³ Па водяной пар становится насыщенным при температуре 20 °С, а при давлении 1,2 • 10⁴ Па — при 50 °С. Чем больше давление, тем выше точка росы, т. е. при более высоком давлении переход пара в состояние насыщения происходит при более высокой температуре.

Вопросы для самопроверки

1. Какой пар можно считать насыщенным?

2. Зависит ли давление насыщенного пара от его объёма? Ответ поясните.

3. Как ненасыщенный пар можно превратить в насыщенный?

4. Что называют точкой росы?

5. Как и почему точка росы зависит от давления?

Упражнение 24

1. Объясните зависимость давления насыщенного пара от температуры на основе молекулярно-кинетической теории строения вещества.

2. Различается ли зависимость давления от температуры для насыщенного пара и идеального газа? Ответ поясните.

3. Врач, осматривая горло пациента, пользуется специальным зеркальцем, предварительно нагревая его выше температуры 37 °С. Объясните, зачем он нагревает зеркальце.

<<< К началу