Než odpovíme na otázku položenou v názvu článku, podívejme se, co je par. Obrazy, které se vyskytují u většiny lidí s tímto slovem: varná konvice nebo pánev, pára, horký nápoj a mnoho dalších podobných obrázků. V našich představách je nad hladinou stoupající kapalina a plynná látka. Pokud budete požádáni, abyste uvedli příklad páry, okamžitě si vzpomenete na vodní páru, parní alkohol, ether, benzín, aceton.
Existuje další slovo pro plynné stavy -plyn . Obvykle si vzpomínáme na kyslík, vodík, dusík a další plyny, aniž bychom je spojovali s příslušnými kapalinami. Je dobře známo, že existují v kapalném stavu. Rozdíly spočívají na první pohled ve skutečnosti, že pára odpovídá přirozeným kapalinám a plyny musí být zkapalňovány konkrétně. To však není úplně pravda. Obrazy vzniklé ze slova parní pára navíc nejsou. Abychom dostali přesnější odpověď, podívejme se, jak vzniká pára.
Jak se liší pára od plynu?
Souhrnný stav látky je určen teplotou, přesněji poměrem mezi energií, se kterou její molekuly interagují, a energií jejich tepelného chaotického pohybu. Přibližně lze předpokládat, že pokud je interakční energie mnohem větší - pevný stav, je-li energie tepelného pohybu mnohem větší - plynná, je-li srovnatelná energie - kapalina.
Molekula plynu
Ukazuje se, že molekula by se mohla odtrhnoutkapalina a podílet se na tvorbě páry, množství tepelné energie musí být větší než energie interakce Jak se to může stát? Průměrná rychlost tepelného pohybu molekul se rovná určité hodnotě v závislosti na teplotě. Jednotlivé rychlosti molekul jsou však různé: většina z nich má rychlosti blízké průměrné hodnotě, ale některé z nich mají rychlosti vyšší než průměr, některé méně.
Rychlejší molekuly mohou mít větší tepelnou energii než interakční energie, a proto jsou na povrchu kapaliny schopny se od ní oddělit a vytvářet páry. Tato metoda odpařování se nazýváodpařování . Kvůli stejnému rozložení rychlosti, tam je opačný proces - kondenzace: molekuly od páry projdou kapalinou. Mimochodem, obrazy, které se obvykle vyskytují, když slovo páry nejsou pára, ale výsledek opačného procesu - kondenzace. Pára není vidět.
Odpařování
Za určitých podmínek se pára může stát kapalinou, ale její teplota nesmí překročit určitou hodnotu. Tato hodnota se nazývá kritická teplota. Pára a plyn jsou plynné stavy charakterizované teplotou, při které existují. Pokud teplota nepřekročí kritickou - páru, pokud překročí - plyn. Pokud se teplota udržuje konstantní a objem se snižuje, pára se zkapalní, plyn se nezkapalní.
Co je to nasycená a nenasycená pára
Samotné slovo "nasycený" nese jistý významinformace je obtížné saturovat velkou plochu prostoru. Pro získání syté páry je tedy nutnéomezit prostor, ve kterém se kapalina nachází . Teplota musí být pro tuto látku méně kritická. Odpařené molekuly nyní zůstávají v prostoru, kde se nachází kapalina. Za prvé, většina molekulárních přechodů nastane z kapaliny, zatímco hustota par se zvýší. To zase způsobí větší počet reverzních přechodů molekul do kapaliny, což zvýší rychlost kondenzačního procesu.
Nakonec se stanoví stát, pro který bude průměrný počet molekul pohybujících se z jedné fáze do druhé stejný. Tento stav se nazývádynamická rovnováha . Tento stav je charakterizován stejnou změnou velikosti a směru rychlosti odpařování a kondenzace. Tento stav odpovídá nasycenému páru. Pokud není dosažen stav dynamické rovnováhy, odpovídá to nenasycenému páru.
Začněte studovat předmět, vždy s jeho nejjednodušším modelem. V molekulární kinetické teorii je to ideální plyn. Hlavními zjednodušeními jsou zanedbávání vlastního objemu molekul a energie jejich interakce. Ukazuje se, že takový model zcela uspokojivě popisuje nenasycenou páru. A čím méně je nasycený, tím je jeho použití legitimnější. Ideálním plynem je plyn, nemůže se stát ani párou, ani kapalinou. Proto pro nasycenou páru tento model nenípřiměřené.
Hlavní rozdíly mezi nasycenou a nenasycenou párou
\ t- Nasycené znamená, že objekt má největší možnou hodnotu některých parametrů. Pro páru je to hustota a tlak . Tyto parametry pro nenasycenou páru mají menší hodnoty. Čím větší je pára od nasycení, tím menší jsou tyto hodnoty. Jedno vyjasnění: referenční teplota by měla být konstantní.
- U nenasycených par je splněn zákonBoyle - Mariotte : jestliže teplota a hmotnost plynu jsou 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 následuje jejich nezávislost na objemu nasycené páry, ukazuje se, že pro nasycenou páru tlak a objem nezávisí na sobě.
- U nenasycené párynení hustota závislá na teplotě , a pokud je objem zachován, hodnota hustoty se také nemění. U syté páry se při zachování objemu mění hustota při změně teploty. Závislost v tomto případě je přímá. Pokud se teplota zvýší, hustota se zvýší, pokud se teplota sníží, také se změní hustota.
- Pokud je objem konstantní, nenasycená pára se chová v souladu s právem Charlese: při zvyšování teploty se tlak zvyšuje o stejnou hodnotu. Takový vztah se nazývá lineární. Při nasycené páře se zvyšujícím se teplotním tlakemstoupá rychleji než nenasycená pára. Závislost je exponenciální.
Souhrnně můžeme konstatovat významné rozdíly ve vlastnostech porovnávaných objektů. Hlavní rozdíl je v tom, že pára ve stavu nasycení nemůže být uvažována izolovaně od její kapaliny. Jedná se o dvousložkový systém, na který nelze aplikovat většinu zákonů o plynu.
