Материал для конспекта
1. ПАРООБРАЗОВАНИЕ
Парообразованием называется процесс перехода жидкости в газ (пар).
Процесс обратный парообразованию называется конденсацией.
Парообразование может происходить как испарение с поверхности жидкости или в виде кипения.
Для того чтобы поддерживать кипение воды (или иной жидкости), к ней нужно непрерывно подводить теплоту, например подогревать ее горелкой. При этом температура воды и сосуда не повышается, но за каждую единицу времени образуется определенное количество пара. Из этого следует вывод, что для превращения воды в пар требуется приток теплоты
Количество теплоты r, необходимое для превращения 1 кг жидкости при температуре кипения в пар той же температуры, называют удельной теплотой парообразования.
Количество теплоты Q, необходимое для испарения жидкости массы m при температуре её кипения равно:
Q = r . m
При конденсации (образовании жидкости из пара) выделяется такое же количество теплоты, какое поглощается при парообразовании.
До сих пор речь шла о процессе парообразования, когда исходным агрегатным состоянием вещества была жидкость. Но, существует ещё один интересный вид парообразования, когда твердое тело, минуя жидкое состояние, сразу превращается в газ.
Такой вид парообразования называется возгонкой (сублимацией).
Такой особенностью обладают, например, кристаллы йода, нафталина, обычного и "сухого" льда.
ИСПАРЕНИЕ
- это парообразование с поверхности жидкости.
При этом жидкость покидают более быстрые молекулы, обладающие большей скоростью и энергией.
При любой температуре в жидкости находятся такие молекулы, которые обладают достаточной кинетической энергией, чтобы преодолеть силы сцепления между молекулами и совершить работу выхода из жидкости.
Скорость испарения жидкости зависит от:
1) от рода вещества;
2) от площади поверхности испарения;
3) от температуры жидкости;
4) от количества молекул над поверхностью жидкости, т.е. от наличия ветра.
Испарение происходит при любой температуре.
С повышением температуры скорость испарения жидкости возрастает, так как возрастает средняя кинетическая энергия ее молекул, а следовательно, возрастает и число таких молекул, у которых кинетическая энергия достаточна для испарения. Одновременно с процессом испарения происходит и процесс конденсации, т. е. молекулы воды могут вернуться обратно в жидкость (если при вылете они израсходовали всю свою энергию). В процессе испарения внутренняя энергия жидкости уменьшается, а в процессе конденсации - увеличивается.
3. Насыщенные и ненасыщенные пары
Над свободной поверхностью жидкости всегда имеются пары этой жидкости. Если сосуд с жидкостью не закрыт, то всегда найдутся молекулы пара, которые удаляются от поверхности жидкости и не могут вернуться назад в жидкость.
В закрытом сосуде одновременно с испарением жидкости происходит конденсация пара. Сначала число молекул, вылетающих из жидкости за 1 с, больше числа молекул, возвращающихся обратно, и плотность, а значит, и давление пара растет. Число молекул пара возрастает до тех пор, пока число молекул, покинувших жидкость (испарившихся), не станет равно числу молекул, возвратившихся у жидкость (сконденсировавшихся) за один и тот же промежуток времени. Такое состояние называют динамическим равновесием.
Пар, находящийся в состоянии динамического равновесия со своей жидкостью, называется насыщенным паром. Насыщенный пар не подчиняется газовым законам, т.к. его масса постоянно меняется.
Пар, в который влетает больше молекул, чем падает обратно в жидкость, называется ненасыщенным. Нненасыщенные пары подчиняются всем газовым законам, и тем точнее, чем дальше они от насыщения.