Než odpovíme na otázku položenou v názvu článku, pochopíme, co je to pára. Obrázky, které má většina lidí s tímto slovem: varná konvice nebo hrnec, pára, horký nápoj a mnoho dalších podobných obrázků. Tak či onak, podle našich představ nad kapalinou stoupá kapalina a plynná látka. Pokud budete požádáni, abyste uvedli příklad páry, okamžitě si vzpomenete na vodní páru, pár alkoholu, etheru, benzínu, acetonu.
Existuje další slovo pro plynné stavy - plyn. Zde obvykle vyvoláváme kyslík, vodík, dusík a další plyny, aniž bychom je spojovali s odpovídajícími tekutinami. Je dobře známo, že existují v kapalném stavu. Na první pohled jsou rozdíly v tom, že pára odpovídá přírodním kapalinám a plyny musí být speciálně zkapalněny. To však není úplně pravda. Obrazy vznikající ze slovních párů navíc nejsou páry. Pro přesnější odpověď se podívejme, jak vzniká pára..
Jaký je rozdíl mezi párou a plynem??
Agregovaný stav látky je určován teplotou, přesněji poměrem mezi energií, se kterou její molekuly interagují, a energií jejich tepelného chaotického pohybu. Přibližně lze předpokládat, že pokud je interakce energie mnohem větší, je to v pevném stavu, je-li energie tepelného pohybu mnohem vyšší, je plynná, pokud jsou energie srovnatelné, je kapalná.
Molekula plynu
Ukazuje se, že molekula by se mohla od kapaliny odtrhnout a podílet se na tvorbě páry, hodnota tepelné energie by měla být vyšší než interakce energie. Jak se to může stát? Průměrná rychlost tepelného pohybu molekul se rovná určité hodnotě v závislosti na teplotě. Jednotlivé rychlosti molekul se však liší: většina z nich má rychlosti blízké průměrné hodnotě, ale některá část má rychlosti větší než průměr, některé méně.
Rychlejší molekuly mohou mít tepelnou energii větší než interakční energie, což znamená, že jakmile se dostanou na povrch kapaliny, mohou se od ní odtrhnout a vytvářet páru. Tato metoda odpařování se nazývá odpařování. Kvůli stejnému rozdělení rychlosti existuje opačný proces - kondenzace: molekuly z páry procházejí do kapaliny. Mimochodem, obrázky, které se obvykle vyskytují u dvojic slovo, nejsou páry, ale výsledek opačného procesu - kondenzace. Nevidíte páru.
Odpařování
Pára se za určitých podmínek může stát kapalinou, ale její teplota by proto neměla překročit určitou hodnotu. Tato hodnota se nazývá kritická teplota. Pára a plyn jsou plynné stavy, které se liší teplotou, při které existují. Pokud teplota nepřekročí kritický - pára, pokud překročí - plyn. Pokud udržujete konstantní teplotu a snižujete objem, zkapalňuje pára, zkapalňuje plyn.Co je nasycená a nenasycená pára
Slovo „nasycené“ samo o sobě nese určité informace, je obtížné saturovat velkou oblast vesmíru. Takže, abyste získali nasycenou páru, potřebujete omezte prostor, ve kterém je tekutina umístěna. Teplota by měla být pro tuto látku nižší než kritická. Nyní odpařené molekuly zůstávají v prostoru, kde je kapalina. Nejprve dojde k většině molekulárních přechodů z kapaliny, přičemž se zvyšuje hustota par. To zase způsobí větší počet reverzních přechodů molekul na kapalinu, což zvýší rychlost kondenzačního procesu.
Nakonec je stanoven stav, pro který bude průměrný počet molekul procházejících z jedné fáze do druhé stejný. Tato podmínka se nazývá dynamická rovnováha. Tento stav je charakterizován stejnou změnou velikosti a směru rychlosti odpařování a kondenzace. Tento stav odpovídá nasycenému páru. Pokud není dosaženo stavu dynamické rovnováhy, odpovídá to nenasycenému páru.
Začnou studovat objekt, vždy s jeho nejjednodušším modelem. V molekulární kinetické teorii je to ideální plyn. Hlavní zjednodušení jsou zanedbávání vnitřního objemu molekul a energie jejich interakce. Ukazuje se, že takový model docela uspokojivě popisuje nenasycenou páru. Čím méně je nasycené, tím legitimnější je jeho použití. Ideálním plynem je plyn, nemůže se stát parou ani kapalinou. Proto pro nasycenou páru takový model není vhodný.
Hlavní rozdíly mezi nasycenou parou a nenasycenou
- Nasycený znamená, že tento objekt má největší možnou hodnotu některých parametrů. Pro pár to je hustota a tlak. Tyto parametry pro nenasycenou páru mají nižší hodnoty. Čím dále je pára nasycena, tím menší jsou tato množství. Jedno vyjasnění: referenční teplota musí být konstantní.
- Pro nenasycenou páru Boyle-Marriott Act: pokud je teplota a hmotnost plynu konstantní, zvýšení nebo snížení objemu způsobí snížení nebo zvýšení tlaku o stejné množství, tlak a objem jsou nepřímo úměrné. Z maximální hustoty a tlaku při konstantní teplotě, jejich nezávislosti na objemu nasycené páry, se ukazuje, že u nasycené páry jsou tlak a objem na sobě nezávislé.
- Pro nenasycenou páru hustota nezávislá na teplotě, a pokud je objem zachován, hodnota hustoty se nezmění. U nasycené páry se při zachování objemu hustota mění, pokud se teplota změní. Závislost je v tomto případě přímá. Pokud se teplota zvýší, hustota se zvýší, pokud se teplota sníží, hustota se také změní..
- Pokud je objem konstantní, nenasycená pára se chová v souladu s Charlesovým zákonem: když se teplota zvýší, tlak se zvyšuje stejně. Takový vztah se nazývá lineární. S nasycenou párou se zvyšující se teplotou roste tlak rychleji než u nenasycené páry. Závislost je exponenciální.
V souhrnu můžeme zaznamenat významné rozdíly ve vlastnostech porovnávaných objektů. Hlavní rozdíl spočívá v tom, že páru nelze ve stavu nasycení považovat za izolovanou od své kapaliny. Jedná se o dvousložkový systém, na který nelze aplikovat většinu zákonů o plynu..
