В закрытом сосуде образовался насыщенный пар что это значит?

5 ответов на вопрос “В закрытом сосуде образовался насыщенный пар что это значит?”

  1. IceOneBro Ответить

    Количество воды или какой-либо другой жидкости в открытом сосуде постепенно уменьшается. Происходит испарение жидкости. Одновременно с испарением происходит обратный процесс – переход части хаотически движущихся молекул пара в жидкость. Этот процесс называется конденсацией.
    В особенно больших размерах происходят в природе и технике взаимные превращения водяного пара и воды.
    Для испарения жидкости нужно, чтобы образующийся пар удалялся. Когда поток воздуха над сосудом уносит образовавшиеся пары, жидкость испаряется быстрее, так как у молекулы пара уменьшается возможность вновь вернуться в жидкость. Если пар совсем не удаляется, например, если закупорить пробкой бутылку с жидкостью, то испарение скоро прекратится.
    При неизменной температуре система «жидкость – пар» придет в состояние теплового равновесия и будет находиться в нем сколь угодно долго.
    В первый момент, после того как жидкость нальют в сосуд и закроют его, она будет испаряться и плотность пара над жидкостью будет расти. Однако одновременно с этим будет расти и число молекул, возвращающихся в жидкость. Чем больше плотность пара, тем большее число молекул пара возвращается в жидкость. В результате в закрытом сосуде при постоянной температуре, в конце концов, установится динамическое равновесие. Одновременно с процессом испарения будет происходить конденсация, и оба процесса в среднем компенсируют друг друга.
    Пар, находящийся в динамическом равновесии со своей жидкостью, называется насыщенным паром. Это название подчеркивает, что в данном объеме при данной температуре не может находиться большее количество пара.
    При сжатии пара равновесие начинает нарушаться. Плотность пара в первый момент немного увеличивается, и из газа в жидкость начинает переходить большее число молекул, чем из жидкости в газ. Это продолжается до тех пор, пока вновь не установится равновесие и плотность, а значит, и концентрация молекул примет прежнее значение. Следовательно, концентрация молекул насыщенного пара не зависит от объема при постоянной температуре.
    Так как давление пропорционально концентрации в соответствии с формулой p = nkT, то из независимости концентрации (или плотности) насыщенных паров от объема следует независимость давления насыщенного пара от занимаемого им объема.
    Независимое от объема давление пара ро, при котором жидкость находится в равновесии со своим паром, называется давлением насыщенного пара.
    При сжатии насыщенного пара все большая часть его переходит в жидкое состояние. Жидкость данной массы занимает меньший объем, чем пар той же массы. В результате объем уменьшается при неизменной плотности пара.
    Принципиальной разницы между паром и газом нет. Слово «газ» обычно применяют к тем веществам, давление насыщенного пара которых при обычных температурах выше атмосферного (например, углекислый газ). Напротив, о паре говорят тогда, когда при комнатной температуре давление насыщенного пара меньше атмосферного и вещество более устойчиво в жидком состоянии, например, водяной пар.
    Итак, плотность и давление насыщенного пара при неизменной температуре являются постоянными величинами, у разных жидкостей – разными.
    Состояние насыщенного пара приближенно описывается уравнением состояния идеального газа, а его давление приближенно определяется формулой
    .
    С ростом температуры давление растет. Так как давление насыщенного пара не зависит от объема, то, следовательно, оно зависит только от температуры.
    Однако эта зависимость р0(Т), найденная экспериментально, не является прямо пропорциональной, как у идеального газа при постоянном объеме. С увеличением температуры давление насыщенного пара растет быстрее, чем давление идеального газа. При нагревании жидкости с паром в закрытом сосуде часть жидкости превращается в пар. В результате давление пара растет не только вследствие увеличения температуры, но и вследствие увеличения концентрации молекул (плотности) пара. Основные различия в поведении идеального газа и насыщенного пара в том, что при изменение температуры пара в закрытом сосуде (или при изменение объема при постоянной температуре) меняется масса пара. 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 объеме будет расти прямо пропорционально температуре.

  2. UWAXEF Ответить

    жидкость. В этих случаях испарение не компенсируется конденсацией и количество жидкости уменьшается. Когда поток воздуха над сосудом уносит образовавшиеся пары, жидкость испаряется быстрее, так как у молекулы пара уменьшается возможность вновь вернуться в жидкость.
    Насыщенный пар. Если сосуд с жидкостью плотно закрыть, то убыль ее вскоре прекратится. При неизменной температуре система «жидкость — пар» придет в состояние теплового равновесия и будет находиться в нем сколь угодно долго.
    В первый момент, после того как жидкость нальют в сосуд и закроют его, она будет испаряться и плотность пара над жидкостью — увеличиваться. Однако одновременно с этим будет расти число молекул, возвращающихся в жидкость. Чем больше плотность пара, тем большее число молекул пара возвращается в жидкость. В результате в закрытом сосуде при постоянной температуре в конце концов установится динамическое (подвижное) равновесие между жидкостью и паром. Число молекул, покидающих поверхность жидкости, будет равно числу молекул пара, возвращающихся за то же время в жидкость. Одновременно с процессом испарения происходит конденсация, и оба процесса в среднем компенсируют друг друга.
    Пар, находящийся в динамическом равновесии со своей жидкостью, называют насыщенным паром. Это название подчеркивает, что в данном объеме при данной температуре не может находиться большее количество пара.
    Если воздух из сосуда с жидкостью предварительно откачан, то над поверхностью жидкости будет находиться только насыщенный пар.
    Давление насыщенного пара. Что будет происходить с насыщенным паром, если уменьшать занимаемый им объем, например сжимать пар, находящийся в равновесии с жидкостью в цилиндре под поршнем, поддерживая температуру содержимого цилиндра постоянной?
    При сжатии пара равновесие начнет нарушаться. Плотность пара в первый момент немного увеличивается, и из газа в жидкость начинает переходить большее число молекул, чем из жидкости в газ. Это продолжается до тех пор, пока вновь не установится равновесие и плотность, а значит, и концентрация молекул не примет прежнее значение. Концентрация молекул насыщенного пара, следовательно, не зависит от объема при постоянной температуре.
    Так как давление пропорционально концентрации в соответствии с формулой то из независимости концентрации (или плотности) насыщенных паров от объема следует независимость давления насыщенного пара от занимаемого им объема.
    Независимое от объема давление пара при котором жидкость находится в равновесии со своим паром, называют давлением насыщенного пара.

  3. Flamesong Ответить

    Если сосуд герметически закрыт, то пар над свободной поверхностью жидкости не удаляется из объема сосуда. В результате этого общее количество молекул и плотность пара над поверхностью жидкости возрастает. Вместе с этим увеличивается количество тех молекул пара, которые при конденсации возвращаются обратно в жидкость. В начальный момент времени испарение преобладает над конденсацией. В результате возрастает количество молекул пара. Понятно, что тогда увеличивается и число молекул, ежесекундно переходящих из пара в жидкость. В некоторый момент времени оба процесса будут уравновешивать друг друга. Количество, как пара, так и жидкости после этого изменяться не будет, хотя оба процесса будут протекать непрерывно. Равновесие между паром и жидкостью в этом случае называется подвижным или динамическим.
    Пар, находящийся в динамическом равновесии со своей жидкостью, называется насыщенным.
    Если же испарение преобладает над конденсацией, то пар называется ненасыщенным. Его плотность меньше плотности пара, насыщающего пространство при данной температуре.
    С ростом температуры давление насыщающего пара р0 возрастает. Это обстоятельство объясняется двумя причинами.
    Во-первых, при повышении температуры возрастает концентрация молекул пара л, т.е. количество молекул в единице объема. Дело в том, что при увеличении температуры, например от Tj до Т2, существующее при температуре Т| равновесие жидкости и пара нарушается в связи с усилением испарения при более высокой температуре Т2. Когда же пар вновь будет в динамическом равновесии с жидкостью при температуре Т2, его концентрация п2 будет больше прежней, равной «/. Следовательно, при каждом значении температуры Т концентрация насыщенного пара п имеет определенное однозначное значение.
    Во-вторых, с ростом температуры возрастает значение средней скорости хаотического движения молекул, что повышает силу их удара о стенки сосуда, о поверхность соприкасающегося с газом тела.
    Таким образом, каждому значению температуры будет соответствовать строго определенное значение давления насыщенного пара данного вещества. Зависимость давления р0 насыщенного пара воды от температуры t°C можно наглядно продемонстрировать графически (рис. 16).
    При рассмотрении графика видно, что давление р0 более интенсивно, возрастает в области высоких температур.

    Рис. 16
    При температуре 0°С давление р0 несколько отлично от нуля. Однако в некоторых учебных пособиях график изображен выходящим из точки, соответствующей t°=0.. Такой вид графика, очевидно, соответствует допущению, что при t°=0 значением давления р0 можно пренебречь.
    Однако это допущение принципиально не верно, так как и при 0°С происходит образование насыщенного пара, более того, насыщенный пар образуется и при отрицательных значениях температуры, когда происходит его образование с поверхности льда.
    В отличие от газа давление насыщенного пара не зависит от объема. Чтобы понять, чем обусловлен этот факт, представим некоторое количество жидкости в цилиндре под поршнем (рис. 17).

    Рис. 17

    Пусть пар находится в состоянии насыщения (рис. 17, а). При изотермическом увеличении объема пара (рис. 17,6) пар перестает насыщать новый объем, динамическое равновесие пара и жидкости нарушится. Тогда процесс испарения начнет преобладать над конденсацией пара, в результате будет восстановлено динамическое равновесие пара и жидкости. Концентрация пара вновь примет прежнее значение, соответствующее данной температуре. При этом количество жидкости под поршнем уменьшится, а общее количество насыщенного пара при другом значении объема увеличится.
    При изотермическом уменьшении объема (рис. 17, в) пар переходит в перенасыщенное состояние, что приводит к нарушению динамического равновесия пара и жидкости с преобладанием процесса конденсации над испарением. В результате увеличится количество жидкости при уменьшении общего количества пара, концентрация же пара в насыщенном состоянии примет прежнее значение, соответствующее данному значению температуры.
    Таким образом, для насыщенного пара не выполняется закон Бойля- Мариотта. Это связано с тем, что масса насыщенного пара изменяется при изотермическом увеличении или уменьшении объема, а для газа же масса имеет постоянное значение.
    Поскольку для каждой температуры характерна определенная концентрация (и давление) насыщенного пара, то общее количество насыщенного пара в данном объеме уменьшается при снижении температуры и увеличивается при се повышении. Этим объясняется образование росы и тумана, когда в ночные часы температура существенно понижается по сравнению с дневной. Иначе говоря, содержащийся в атмосфере пар в ночное время становится насыщенным при понижении температуры.
    Для ненасыщенного пара выполняются газовые законы, причем с тем большей точностью, чем пар больше отличается от насыщенного.

Добавить ответ

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *