Насыщенные пары – Насыщенные и ненасыщенные пары. Качественная зависимость плотности и давления насыщенного пара от температуры, их независимость от объема насыщенного пара

Posted on by alexxlab

Содержание

Насыщенный пар

В этой статье предлагаю задачи, связанные с таким понятием, как насыщенный пар.

Насыщенный пар -это пар, который находится в состоянии динамического равновесия со своей жидкостью (то есть скорость испарения жидкости равна скорости конденсации пара). При решении задач нужно иметь в виду следующие факты.

Давление и плотность насыщенного пара зависят от его температуры, но не от объёма (при увеличении объёма испаряется дополнительное количество жидкости, при уменьшении объёма конденсируется часть пара).

Давление насыщенного водяного пара при 100 °С примерно равно 1 атм : 105 Па.

При описании состояний ненасыщенного и даже насыщенного пара приближённо работает уравнение Менделеева-Клапейрона.

ЗАДАЧА 1. (МФТИ, 1991 ) Смесь воды и её насыщенного пара занимает некоторый объём при температуре 90^{\circ}

С. Если смесь нагревать изохорически, то вся вода испаряется при увеличении температуры на 10^{\circ} С. Чему равно давление насыщенного водяного пара при 90^{\circ} С, если в начальном состоянии масса воды составляла 29% от массы всей смеси? Объёмом воды по сравнению с объёмом смеси пренебречь.
Так как масса воды – 29% от массы всей смеси, то очевидно, что масса пара составляет 71%. При 100^{\circ} давление насыщенного пара равно 105 Па. Запишем уравнение Менделеева-Клапейрона для обоих состояний:

    \[p_1V=\frac{m_p}{M}RT_1\]

    \[p_2V=\frac{m}{M}RT_2\]

    \[m_p=0,71m\]

Разделим первое уравнение на второе:

    \[\frac{p_1}{p_2}=\frac{m_p}{m}\cdot\frac{T_1}{T_2}\]

    \[p_1=0,71 \frac{T_1 p_2}{T_2}=0,71 \cdot \frac{(90+273)\cdot 10^5}{100+273}=0,69 \cdot10^5\]

Ответ: 0,69 атм.
ЗАДАЧА 2. (МФТИ, 1985) При изотермическом сжатии m = 9 г водяного пара при температуре T = 373 К его объём уменьшился в 3 раза, а давление возросло вдвое. Найдите начальный объём пара.
При изотермическом процессе должно соблюдаться следующее: во сколько раз меняется давление, во столько же раз изменяется и объем. Но здесь не так. Поэтому делаем вывод, что пар сжимался с изменением давления, пока не стал насыщенным, после чего объем его продолжал уменьшаться, а вот давление уже не менялось. Таким образом, чтобы давление выросло вдвое, объем должен был уменьшиться вдвое же.

    \[\frac{p_2}{p_1}=2\]

Теперь запишем уравнение Менделеева-Клапейрона для насыщенного пара, давление которого нам известно:

    \[p_2V_2=\frac{m}{M}RT\]

    \[V_2=\frac{m}{M p_2}RT=\frac{0,009}{18\cdot10^{-3}\cdot10^5}8,31\cdot373=15,5\cdot10^{-3}\]

Первоначальный объем больше вдвое: 31 л.

Ответ: 31 л.

ЗАДАЧА 3. (МФТИ, 1996) В сосуде находится ненасыщенный пар. В процессе его изотермического сжатия объём, занимаемый паром, уменьшается в \beta = 4 раза, а давление возрастает в \alpha = 3 раза. Найти долю пара, которая сконденсировалась в этом процессе.
Аналогично предыдущей задаче, в этой давление изменялось, пока пар не стал насыщенным. То есть объем изменился втрое, после чего давление уже не менялось, так как пар стал насыщенным.

    \[V_2=\frac{1}{3}V_1\]

Далее объем менялся с конденсацией пара. Изменени е объема в этом процессе

    \[\Delta V=\frac{1}{3}V_1-\frac{1}{4}V_1=\frac{1}{12}V_1=\frac{1}{4}V_2\]

Так как объем с момента, когда пар стал насыщенным, изменился на четверть, то и сконденсировалась \frac{1}{4} часть пара.

Ответ: 0,25

ЗАДАЧА 4. (МФТИ, 1996) В сосуде находятся водяной пар и вода при температуре 100 °С. В процессе изотермического расширения вода начинает испаряться. К моменту, когда она вся испарилась, объём пара увеличился в  \beta= 10

раз. Найти отношение объёмов пара и воды в начале опыта.

В начальном состоянии

    \[p_1V_1=\frac{m_1}{M}RT\]

    \[V_1=\frac{m_1}{M p_1}RT\]

В конечном состоянии

    \[p_2V_2=\frac{m_2}{M}RT\]

При этом m_2=m_1+m_v

, m_v – масса воды.

Тогда

    \[\frac{V_2}{V_1}=\frac{m_2}{m_1}=\frac{ m_1+m_v }{m_1}\]

    \[m_v=9m_1\]

С другой стороны,

    \[m_v=\rho V_v\]

    \[V_v=\frac{m_v}{\rho}=\frac{9m_1}{\rho}\]

Искомое отношение

    \[\frac{V_1}{V_v}=\frac{m_1\rho}{9m_1M p_1}RT=\frac{\rho}{9M p_1}RT =\frac{10^3}{9\cdot18\cdot10^{-3}\cdot10^5}8,31\cdot(100+273)=191,33\]

Ответ: объемы отличались в 191 раз.

Насыщенный пар — Класс!ная физика

Насыщенный пар

«Физика — 10 класс»

Молекулярно-кинетическая теория позволяет не только понять, почему вещество может находиться в газообразном, жидком и твёрдом состояниях, но и объяснить процесс перехода вещества из одного состояния в другое.

Вспомните, что представляет собой модель идеального газа.
Можно ли с помощью этой модели объяснить явление конденсации?

Идеальный газ нельзя превратить в жидкость.
В жидкость превращается реальный газ.

Испарение и конденсация.

Молекулы жидкости движутся беспорядочно.
Чем выше температура жидкости, тем больше кинетическая энергия молекул.
Среднее значение кинетической энергии молекул при заданной температуре имеет определённое значение.
Но у каждой молекулы кинетическая энергия в данный момент времени может оказаться как меньше, так и больше средней.
В какой-то момент времени кинетическая энергия отдельных молекул может стать настолько большой, что они окажутся способными вылететь из жидкости, преодолев силы притяжения остальных молекул.

Процесс превращения жидкости в пар называется испарением.

При этом процессе число молекул, покидающих жидкость за определённый промежуток времени, больше числа молекул, возвращающихся в неё.

Плотно закрытый флакон с духами может стоять очень долго, и количество духов в нём не изменится.
Если же флакон оставить открытым, то через достаточно продолжительное время вы увидите, что жидкости в нём нет.
Жидкость, в которой растворены ароматические вещества, испарилась.
Гораздо быстрее испаряется (высыхает) лужа на асфальте, особенно если высока температура воздуха и дует ветер.

Если поток воздуха над сосудом уносит с собой образовавшиеся пары жидкости, то жидкость испаряется быстрее, так как у молекулы пара уменьшается возможность вновь вернуться в жидкость.
Чем выше температура жидкости, тем большее число молекул имеет достаточную для вылета из жидкости кинетическую энергию, тем быстрее идёт испарение.


При испарении жидкость покидают более быстрые молекулы, поэтому средняя кинетическая энергия молекул жидкости уменьшается.

Смочив руку какой-нибудь быстро испаряющейся жидкостью (например, бензином или ацетоном), вы тут же почувствуете сильное охлаждение смоченного места.
Охлаждение этого места усилится, если на руку подуть.

Процесс испарения происходит со свободной поверхности жидкости.
Если лишить жидкость возможности испаряться, то охлаждение её будет происходить гораздо медленнее.

Вспомните, как долго остывает жирный бульон.
Слой жира на его ности мешает выходу быстрых молекул воды.
Жидкость почти не испаряется, и её температура падает медленно (сам жир испаряется крайне медленно, так как чего большие молекулы более прочно сцеплены друг с другом, чем молекулы воды).

Вылетевшая молекула принимает участие в беспорядочном тепловом движении газа.
Беспорядочно двигаясь, она может навсегда удалиться от поверхности жидкости, находящейся в открытом сосуде, но может и вернуться снова в жидкость.

Процесс превращения пара в жидкость называется конденсацией.

При этом процессе число молекул, возвращающихся в жидкость за определённый промежуток времени, больше числа молекул, покидающих её.

Насыщенный пар.

Если сосуд с жидкостью плотно закрыть, то сначала количество жидкости уменьшится, а затем будет оставаться постоянным.
При неизменной температуре система жидкость—пар придёт в состояние теплового равновесия и будет находиться в нём сколь угодно долго.

Одновременно с процессом испарения происходит и конденсация, оба процесса в среднем компенсируют друг друга.

В первый момент, после того как жидкость нальют в сосуд и закроют его, жидкость будет испаряться и плотность пара над ней будет увеличиваться.
Однако одновременно с этим будет расти и число молекул, возвращающихся в жидкость.
Чем больше плотность пара, тем большее число его молекул возвращается в жидкость.
В результате в закрытом сосуде при постоянной температуре установится динамическое (подвижное) равновесие между жидкостью и паром.

Динамическое равновесие — это состояние, при котором число молекул, покидающих поверхность жидкости за некоторый промежуток времени, будет равно в среднем числу молекул пара, возвратившихся за то же время в жидкость.

Для воды при комнатной температуре это число приблизительно равно 1022 молекул за время, равное 1 с (на 1 см2 площади поверхности).

Пар, находящийся в динамическом равновесии со своей жидкостью, называют

насыщенным паром.

Согласно этому определению в данном объёме при данной температуре не может находиться большее количество пара.

Если воздух из сосуда с жидкостью предварительно откачан, то в сосуде над поверхностью жидкости будет находиться только её насыщенный пар.

Источник: «Физика — 10 класс», 2014, учебник Мякишев, Буховцев, Сотский



Основы термодинамики. Тепловые явления — Физика, учебник для 10 класса — Класс!ная физика

Насыщенный пар — Давление насыщенного пара — Влажность воздуха — Примеры решения задач по теме «Насыщенный пар. Влажность воздуха» — Кристаллические тела — Аморфные тела — Внутренняя энергия — Работа в термодинамике — Примеры решения задач по теме «Внутренняя энергия. Работа» — Количество теплоты. Уравнение теплового баланса — Примеры решения задач по теме: «Количество теплоты. Уравнение теплового баланса» — Первый закон термодинамики — Применение первого закона термодинамики к различным процессам — Примеры решения задач по теме: «Первый закон термодинамики» — Второй закон термодинамики — Статистический характер второго закона термодинамики — Принцип действия тепловых двигателей. Коэффициент полезного действия (КПД) тепловых двигателей — Примеры решения задач по теме: «КПД тепловых двигателей»

Давление насыщенного пара — Класс!ная физика

Давление насыщенного пара

«Физика — 10 класс»

Как вы думаете, что будет происходить с насыщенным паром, если уменьшить занимаемый им объём: например, если сжимать пар, находящийся в равновесии с жидкостью в цилиндре под поршнем, поддерживая температуру содержимого цилиндра постоянной?

При сжатии пара равновесие начнёт нарушаться. Плотность пара в первый момент немного увеличится, и из газа в жидкость начнёт переходить большее число молекул, чем из жидкости в газ. Ведь число молекул, покидающих жидкость в единицу времени, зависит только от температуры, и сжатие пара это число не меняет. Процесс продолжается до тех пор, пока вновь не установится динамическое равновесие и плотность пара, а значит, и концентрация его молекул не примут прежних своих значений. Следовательно,

концентрация молекул насыщенного пара при постоянной температуре не зависит от его объёма.

Так как давление пропорционально концентрации молекул (р = nkT), то из этого определения следует, что давление насыщенного пара не зависит от занимаемого им объёма.

Давление рн. п пара, при котором жидкость находится в равновесии со своим паром, называют давлением насыщенного пара.

При сжатии насыщенного пара всё большая часть его переходит в жидкое состояние. Жидкость данной массы занимает меньший объём, чем пар той же массы. В результате объём пара при неизменной его плотности уменьшается.

Газовые законы для насыщенного пара несправедливы (при любом объёме при постоянной температуре давление насыщенного пара одинаково). В то же время состояние насыщенного пара достаточно точно описывается уравнением Менделеева-Клапейрона.

Ненасыщенный пар

>Если пар постепенно сжимают при постоянной температуре, а превращение его в жидкость не происходит, то такой пар называют ненасыщенным.

При уменьшении объёма (рис. 11.1) давление ненасыщенного пара увеличивается (участок 1—2) подобно тому, как изменяется давление при уменьшении объёма идеального газа. При определённом объёме пар становится насыщенным, и при дальнейшем его сжатии происходит превращение его в жидкость (участок 2—3). В этом случае над жидкостью уже будет находиться насыщенный пар.

Как только весь пар превратится в жидкость, дальнейшее уменьшение объёма вызовет резкое увеличение давления (жидкость малосжимаема).

Однако пар превращается в жидкость не при любой температуре. Если температура выше некоторого значения, то, как бы мы ни сжимали газ, он никогда не превратится в жидкость.

>Максимальная температура, при которой пар ещё может превратиться в жидкость, называется критической температурой.

Каждому веществу соответствует своя критическая температура, у гелия Tкр = 4 К, у азота Tкр = 126 К.

Состояние вещества при температуре выше критической называется газом; при температуре ниже критической, когда у пара есть возможность превратиться в жидкость, — паром.


Свойства насыщенного и ненасыщенного пара различны.

Зависимость давления насыщенного пара от температуры.

Состояние насыщенного пара, как показывает опыт, приближённо описывается уравнением состояния идеального газа (10.4), а его давление определяется формулой

рн. п = nkT.         (11.1)

С ростом температуры давление растёт.

Так как давление насыщенного пара не зависит от объёма, то, следова тельно, оно зависит только от температуры.

Однако зависимость давления рн. п от температуры Т, найденная экспериментально, не является прямо пропорциональной, как у идеального газа при постоянном объёме. С увеличением температуры давление реального насыщенного пара растёт быстрее, чем давление идеального газа (рис. 11.2, участок кривой АВ). Это становится очевидным, если провести изохоры идеального газа через точки А и В (штриховые прямые). Почему это происходит?

При нагревании жидкости в закрытом сосуде часть жидкости превращается в пар. В результате согласно формуле (11.1) давление насыщенного пара растёт не только вследствие повышения температуры жидкости, но и вследствие увеличения концентрации молекул (плотности) пара.

В основном увеличение давления при повышении температуры определяется именно увеличением концентрации. Главное различие в поведении идеального газа и насыщенного пара состоит в том, что при изменении температуры пара в закрытом сосуде (или при изменении объёма при постоянной температуре) изменяется масса пара.

Почему составляются таблицы зависимости давления насыщенного пара от температуры и нет таблиц зависимости давления газа от температуры?

Жидкость частично превращается в пар, или, напротив, пар частично конденсируется. С идеальным газом ничего подобного не происходит.

Когда вся жидкость испарится, пар при дальнейшем нагревании перестанет быть насыщенным и его давление при постоянном объёме будет возрастать прямо пропорционально абсолютной температуре (см. рис. 11.2, участок кривой ВС).

Кипение.

По мере увеличения температуры жидкости интенсивность испарения увеличивается. Наконец, жидкость начинает кипеть. При кипении по всему объёму жидкости образуются быстро растущие пузырьки пара, которые всплывают на поверхность.

Кипение — это процесс парообразования, происходящий по всему объёму жидкости при температуре кипения.

При каких условиях начинается кипение?

На что расходуется при кипении подводимое к жидкости тепло с точки зрения молекулярно-кинетической теории?

Температура кипения жидкости остаётся постоянной. Это происходит потому, что вся подводимая к жидкости энергия расходуется на превращение её в пар.

В жидкости всегда присутствуют растворённые газы, выделяющиеся на дне и стенках сосуда, а также на взвешенных в жидкости пылинках, которые являются центрами парообразования. Пары жидкости, находящиеся внутри пузырьков, являются насыщенными. С увеличением температуры давление насыщенных паров возрастает и пузырьки увеличиваются в размерах. Под действием выталкивающей силы они всплывают вверх. Если верхние слои жидкости имеют более низкую температуру, то в этих слоях происходит конденсация пара в пузырьках. Давление стремительно падает, и пузырьки захлопываются. Захлопывание происходит настолько быстро, что стенки пузырька, сталкиваясь, производят нечто вроде взрыва. Множество таких микровзрывов создаёт характерный шум. Когда жидкость достаточно прогреется, пузырьки перестанут захлопываться и всплывут на поверхность. Жидкость закипит.

Зависимость давления насыщенного пара от температуры объясняет, почему температура кипения жидкости зависит от давления на её поверхность. Пузырёк пара может расти, когда давление насыщенного пара внутри его немного превосходит давление в жидкости, которое складывается из давления воздуха на поверхность жидкости (внешнее давление) и гидростатического давления столба жидкости.

Обратим внимание на то, что испарение жидкости происходит и при температурах, меньших температуры кипения, но только с поверхности жидкости, при кипении же образование пара происходит по всему объёму жидкости.

Кипение начинается при температуре, при которой давление насыщенного пара в пузырьках сравнивается и становится чуть больше давления в жидкости.

Чем больше внешнее давление, тем выше температура кипения.

Так, в паровом котле при давлении, достигающем 1,6 • 106 Па, вода не кипит и при температуре 200 °С. В медицинских учреждениях в герметически закрытых сосудах — автоклавах (рис. 11.3) кипение воды также происходит при повышенном давлении. Поэтому температура кипения жидкости значительно выше 100 °С. Автоклавы применяют, например, для стерилизации хирургических инструментов, ускорения приготовления пищи (скороварка), консервации пищи, проведения химических реакций.

И наоборот, уменьшая внешнее давление, мы тем самым понижаем температуру кипения.

Откачивая насосом воздух и пары воды из колбы, можно заставить воду кипеть при комнатной температуре. При подъёме в горы атмосферное давление уменьшается, поэтому уменьшается температура кипения. На высоте 7134 м (пик Ленина на Памире) давление приближённо равно 4 • 104 Па (300 мм рт. ст.). Вода кипит там примерно при 70 °С. Сварить мясо в этих условиях невозможно.

У каждой жидкости своя температура кипения, которая зависит от свойств жидкости. При одной и той же температуре давление насыщенного пара разных жидкостей различно.

Например, при температуре 100 °С давление насыщенных паров воды равно 101 325 Па (760 мм рт. ст.), а паров ртути — всего лишь 117 Па (0,88 мм рт. ст.). Так как кипение происходит при той же температуре, при которой давление насыщенного пара равно внешнему давлению, то вода при 100 °С закипает, а ртуть нет. Кипит ртуть при температуре 357 °С при нормальном давлении.

Источник: «Физика — 10 класс», 2014, учебник Мякишев, Буховцев, Сотский



Основы термодинамики. Тепловые явления — Физика, учебник для 10 класса — Класс!ная физика

Насыщенный пар — Давление насыщенного пара — Влажность воздуха — Примеры решения задач по теме «Насыщенный пар. Влажность воздуха» — Кристаллические тела — Аморфные тела — Внутренняя энергия — Работа в термодинамике — Примеры решения задач по теме «Внутренняя энергия. Работа» — Количество теплоты. Уравнение теплового баланса — Примеры решения задач по теме: «Количество теплоты. Уравнение теплового баланса» — Первый закон термодинамики — Применение первого закона термодинамики к различным процессам — Примеры решения задач по теме: «Первый закон термодинамики» — Второй закон термодинамики — Статистический характер второго закона термодинамики — Принцип действия тепловых двигателей. Коэффициент полезного действия (КПД) тепловых двигателей — Примеры решения задач по теме: «КПД тепловых двигателей»

Пересыщенный пар — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Пересы́щенный пар — пар, давление которого превышает давление насыщенного пара при данной температуре[1]. Может быть получен путём увеличения давления пара в объёме, свободном от центров конденсации (пылинок, ионов, капелек жидкости малых размеров и т. д.). Другой способ получения — охлаждение насыщенного пара при тех же условиях. В связи с последним способом получения насыщенного пара применительно к нему используется также наименование переохлаждённый пар[2][3][4]. Кроме того, иногда в литературе встречается термин перенасыщенный пар.

Состояние пересыщенного пара является метастабильным, то есть такое состояние пара способно существовать длительное время, однако оно является термодинамически неустойчивым[5]. Так, при появлении каких-либо центров конденсации часть пара конденсируется, давление оставшегося пара падает, и он переходит в устойчивое состояние насыщенного пара над сконденсировшейся жидкостью. Устанавливается динамическое равновесие между жидкой и газообразной фазами.

Также термодинамически неустойчивыми, метастабильными состояниями являются перегретая и переохлаждённая жидкости, неустойчивые для лавинной кристаллизации при температуре ниже равновесной растворимости или температуры плавления, это перенасыщенные растворы, переохлаждённые расплавы. Перегретая жидкость вскипает при образовании центров парообразования.

Метастабильные состояния наблюдаются не только при фазовых переходах газ-жидкость, жидкость-кристалл, но и при других фазовых переходах состояния вещества, например, изменении кристаллической структуры. Так, углерод в виде аллотропической модификации в виде алмаза при нормальных условиях термодинамически неустойчив и находится в метастабильном состоянии, постепенно превращаясь в графит — при этих условиях в устойчивую фазу. Другой пример — превращение белого олова в серое олово при низких температурах.

Неизвестны метастабильные состояния при плавлении кристаллических твёрдых тел.

Охладить пар и получить в результате пересыщенный пар можно путём быстрого расширения непересыщенного пара[6], в процессе близком к адиабатическому. При быстром расширении существенный теплообмен с окружающей средой произойти не успевает, поэтому в таком процессе пар охлаждается. Этот способ получения пересыщенного пара используется в камере Вильсона — устройстве, предназначенном для визуализации траекторий заряженных частиц[4].

Быстрая заряженная частица[7], влетевшая в камеру, наполненную пересыщенным паром, при столкновениях с молекулами газа вызывает их ионизацию. Образовавшиеся ионы выступают в роли центров (зародышей) конденсации, и пересыщенный пар, находящийся в камере, начинает конденсироваться на них. Постепенно в результате конденсации размер капелек жидкости увеличивается, достигая размеров сопоставимых с длиной волны света и начинают достаточно хорошо рассеивать видимый свет. Эти капельки располагаются цепочкой (треком) вдоль траектории частицы, делают её хорошо видимой и доступной для наблюдения и фотографирования[8]. После регистрации треков частиц в камере Вильсона её необходимо вновь активировать, то есть снова создать в ней пересыщенный пар. Это достигается повышением давления в камере, например, движением поршня на сжатие. При адиабатическом сжатии, сопровождающимся нагревом газа, пересыщенный или насыщенный пар переходят в перегретый пар, при этом крохотные капельки жидкости, взвешенные в газе, быстро испаряются. Последующее адиабатическое расширение газа в камере подготавливает её к повторной регистрации новых треков частиц.

Другой способ получения пересыщенного пара используется в диффузионных камерах, предназначенных для тех же целей, что и камера Вильсона. В этих камерах пересыщение пара происходит в результате непрерывного движения потока пара от относительно горячей крышки камеры к поддерживаемой при пониженной температуре поверхности дна. В пространстве между крышкой и дном формируется область наполненная пересыщенным паром. Вблизи крышки — перегретый пар, вблизи дна — насыщенный пар. В отличие от камеры Вильсона, в диффузионной камере пересыщенный пар существует постоянно, поэтому она может использоваться для наблюдений треков заряженных частиц непрерывно[9].

Насыщенный пар — это… Что такое Насыщенный пар?


Насыщенный пар
        пар, находящийся в термодинамическом равновесии с жидкостью (или твёрдым телом) того же химического состава. Между жидкостью и её Н. п. существует динамическое равновесие: число молекул, вырывающихся в единицу времени из жидкости и переходящих в паровую фазу, равно числу молекул пара, возвращающихся в жидкость за то же время. Н. п., не содержащий взвешенных частиц жидкости, называют сухим, а содержащий капельки жидкости, — влажным Н. п. Состояние сухого Н. п. крайне неустойчиво, так как при малейшем отводе от него теплоты пар частично конденсируется и превращается во влажный, а при малейшем подводе теплоты превращается в перегретый. В интервале температур и давлений, в котором возможно термодинамическое равновесие жидкости с паром (между тройной точкой (См. Тройная точка) и критической точкой (См. Критическая точка)), каждому давлению соответствует определённая температура насыщения пара. Кривая, представляющая зависимость давления Н. п. от температуры, выражает в то же время зависимость температуры кипения (См. Кипение) (или конденсации (См. Конденсация)) от давления. Определённая зависимость связывает также плотности жидкости и Н. п. С увеличением температуры увеличиваются давление и плотность Н. п. и уменьшается плотность жидкости. См. также Пар водяной, Испарение.

Большая советская энциклопедия. — М.: Советская энциклопедия. 1969—1978.

  • Насыщенные углеводороды
  • Насыщенный раствор

Смотреть что такое «Насыщенный пар» в других словарях:

  • НАСЫЩЕННЫЙ ПАР — пар, находящийся в термодинамич. равновесии с жидкостью (или тв. телом) того же хим. состава. Жидкость и её Н. п. находятся в состоянии дпнамич. равновесия: число молекул, переходящих из жидкости в пар в ед. времени, равно числу молекул пара,… …   Физическая энциклопедия

  • НАСЫЩЕННЫЙ ПАР — (Saturated steam) пар, находящийся в тепловом равновесии с жидкостью. Увеличение давления пара или понижение температуры вызывает конденсацию части насыщенного пара. Самойлов К. И. Морской словарь. М. Л.: Государственное Военно морское… …   Морской словарь

  • насыщенный пар — — [А.С.Гольдберг. Англо русский энергетический словарь. 2006 г.] Тематики энергетика в целом EN saturated vane …   Справочник технического переводчика

  • Насыщенный пар — Насыщенный пар  это пар, находящийся в термодинамическом равновесии с жидкостью или твёрдым телом того же состава[1]. Давление насыщенного пара связано определённой для данного вещества зависимостью от температуры. Когда внешнее давление… …   Википедия

  • насыщенный пар — 3.37 насыщенный пар : Пар, выходящий из барабана котла. Источник …   Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации

  • насыщенный пар — sotieji garai statusas T sritis automatika atitikmenys: angl. saturated steam; saturated vapour vok. gesättigter Dampf, m; Sattdampf, m rus. насыщенный пар, m pranc. vapeur saturée, f …   Automatikos terminų žodynas

  • насыщенный пар — sotieji garai statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Garai, esantys termodinaminėje pusiausvyroje su skystąja arba kietąja tos pačios medžiagos faze. atitikmenys: angl. saturated vapor; saturated vapour vok. Sattdampf, m rus …   Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

  • насыщенный пар — sotieji garai statusas T sritis chemija apibrėžtis Garai, esantys termodinaminėje pusiausvyroje su skystąja arba kietąja tos pačios medžiagos faze. atitikmenys: angl. saturated vapor; saturated vapour rus. насыщенный пар …   Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

  • насыщенный пар — sotieji garai statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. saturated steam; saturated vapor; saturated vapour vok. gesättigter Dampf, m; Sattdampf, m rus. насыщенный пар, m pranc. vapeur saturée, f …   Fizikos terminų žodynas

  • насыщенный пар — sotusis garas statusas T sritis Energetika apibrėžtis Garas, kurio temperatūra lygi virimo temperatūrai, atitinkančiai tam tikrą slėgį. atitikmenys: angl. saturated state of gas; saturated steam vok. Sattdampf, m rus. насыщенный пар, m pranc.… …   Aiškinamasis šiluminės ir branduolinės technikos terminų žodynas

Пар — Википедия

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Выброс пара на Европе в представлении художника

Пар — газообразное состояние вещества в условиях, когда газовая фаза может находиться в равновесии с жидкой или твёрдой фазами того же вещества, то есть при температурах ниже критической температуры вещества. Процесс возникновения пара из жидкой (твёрдой) фазы называется «парообразованием». Обратный процесс называется конденсация. При низких давлениях и высоких температурах свойства пара приближаются к свойствам идеального газа. В разговорной речи под словом «пар» почти всегда понимают водяной пар. Подразумевается, что жидкая или твёрдая фазы могут представлять из себя как индивидуальное вещество так и механическую смесь веществ — влажное вещество[1]. Пары́ прочих веществ оговариваются в явном виде.

Не следует путать оптически однородный и гомогенный пар с туманом — гетерогенной системой, сильно рассеивающей свет.

Различают следующие виды состояний пара химически чистых веществ:

  • Ненасыщенный пар — пар, не достигший динамического равновесия (не термодинамического!) со своей жидкостью. При данной температуре давление ненасыщенного пара всегда меньше давления насыщенного пара. При наличии над поверхностью жидкости ненасыщенного пара процесс парообразования преобладает над процессом конденсации, и потому жидкости в сосуде с течением времени становится все меньше и меньше.
  • Насыщенный пар — пар, находящийся в динамическом равновесии со своей жидкостью (скорость испарения равна скорости конденсации). Это означает, что при данной температуре в этом объёме не может находиться большее количество пара. Если сжимать пар, находящийся в равновесии с жидкостью под поршнем (при условии, что воздух из сосуда предварительно откачан), то равновесие будет нарушаться. Так как плотность пара в первый момент увеличится, то усилится конденсация (из пара в жидкость начнет переходить большее количество молекул, чем из жидкости в газ). Этот процесс будет продолжаться до тех пор, пока вновь не установятся динамическое равновесие и плотность пара, а следовательно, и концентрация молекул газа не примет прежнее значение.

У разных жидкостей динамическое равновесие с паром наступает при различной плотности пара. Причина этого заключается в различии сил межмолекулярного взаимодействия. В жидкостях, у которых силы межмолекулярного притяжения велики, например у ртути, только наиболее быстрые молекулы, число которых незначительно, могут вылетать из жидкости. Поэтому для таких жидкостей уже при небольшой плотности пара наступает состояние равновесия. У летучих жидкостей с малой силой притяжения молекул, например у эфира, при той же температуре может вылететь за пределы жидкости множество молекул. Поэтому и равновесное состояние наступает только при значительной плотности пара.

Водяной пар — газообразное состояние воды.

Благодаря своим уникальным свойствам, пар получил широкое распространение в разнообразной деятельности человека.

Насыщенный и ненасыщенный пар | Физика. Закон, формула, лекция, шпаргалка, шпора, доклад, ГДЗ, решебник, конспект, кратко

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://worldofschool.ru

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?

  • Что характерно для насыщенного газа с молекулярной точки зрения

  • Насыщенный пар краткий конспект

  • Що характерно з молекулярної точки зору для насиченої пари

  • Насыщенный пар и его свойства кратко

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?

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *