Пароутворення і конденсація.
Відомо, що в природі існують реальні гази, властивості яких визначаються їх параметрами. Чим нижча температура газу і чим більший його тиск, тим помітнішою стає взаємодія між молекулами такого газу, а значить і помітнішою стає залежність його властивостей від роду цього газу. Газ за таких умов називають парою. При ще більшому зниженні температури і підвищенні тиску газ переходить у рідкий стан.
Перехід речовини з рідкого стану в газоподібний називається пароутворенням, а перехід речовини з газоподібного стану у рідкий – конденсацією.
Пароутворення, яке відбувається тільки з вільної поверхні рідини, що межує з газоподібним середовищем, називається випаровуванням.
Процес зміни стану речовини можливий лише при зміні її внутрішньої енергії. Тому при пароутворенні внутрішня енергія речовини зменшується, а при конденсації – зростає. Це означає, що при випаровуванні відбувається охолодження рідини, що випаровується, а при конденсації – підвищення температури рідини.
Коли вільна поверхня рідини в посудині межує з відкритою атмосферою, то випаровування переважає над конденсацією. При цьому рівень рідини в посудині зменшується. Якщо посудина герметично закрита, то рівень рідини не змінюється. Це означає, що процес випаровування в цих умовах повністю компенсується процесом конденсації пари. Інакше кажучи між парою і її рідиною є рівновага. При такій рівновазі кількість молекул, що покидають поверхню рідини дорівнює кількості молекул, що повертаються назад в рідину. Цю рівновагу називають рухомою або динамічною.
Пара, що перебуває в стані динамічної рівноваги зі своєю рідиною, називається парою, що насичує простір або насиченою парою.
Насичена пара при певній температурі має найбільшу густину ( rмах ) і найбільший тиск ( Рмах ).
Ненасичена пара – це пара, яка перебуває над поверхнею рідини, коли випаровування переважає над конденсацією.
Ненасиченою також є пара без рідини. До ненасиченої пари можна застосовувати закони ідеальних газів, а до насиченої – не можна.
Пару з ненасиченого стану можна перевести у насичений або ізохорним охолодженням або ізотермічним стисканням, або одночасним охолодженням і стисканням.
Насичену пару переводять у ненасичену ізохорним нагріванням або ізотермічним розширенням або обома способами одночасно.
|