Reklama

Свойства паров, не насыщающих пространство

Если нагревать сосуд с жидкостью, изображенный на рис. 8.2, до тех пор, пока жидкость в нем не исчезнет (рис. 8.2, в), то пар станет не насыщающим. Его плотность при дальнейшем нагревании будет постоянной и давление будет уже не так быстро возрастать с увеличением температуры (рис. 8.3, верхняя часть кривой а). Однако, пока пар недалек от насыщения, влияние взаимодействия молекул все же заметно, и только при значительном нагревании не насыщающий пар подчиняется закону Шарля.

IMG_20140502_0001_cr

При изотермическом расширении, заметим изменение давления пара, когда он станет не насыщающим (рис. 8.4, г, д). Пока плотность не насыщающего пара близка к плотности насыщающего пара, велико влияние взаимодействия молекул пара и их собственного объема и зависимость давления пара от объема отличается от закона Бойля — Мариотта. При малых плотностях не насыщающий пар подчиняется закону Бойля — Мариотта. Следовательно, к не насыщающему пару можно применить законы для идеального газа лишь в тех случаях, когда пар далек от насыщения.

Анализируя выводы, сделанные в двух последних параграфах, легко установить, что насыщающий пар можно превратить в не насыщающий либо изохорическим нагреванием, либо изотермическим расширением, либо одновременно нагреванием и расширением. Наоборот, ненасыщающий пар всегда можно превратить в насыщающий либо изохорическим охлаждением, либо изотермическим сжатием, либо одновременно охлаждением и сжатием.

Опыт показывает, что, если пар не соприкасается с жидкостью, его можно охладить ниже температуры, при которой он становится насыщающим, а жидкость при этом еще не образуется. Такой пар называется пересыщенным. Объясняется это тем, что для превращения пара в жидкость нужны центры конденсации, которые могли бы стать зародышами капелек жидкости. Ими обычно служат пылинки. Центрами конденсации могут служить и ионы: они притягивают к себе молекулы пара, и образуются мельчайшие капельки, служащие центрами дальнейшей конденсации.

Оказывается, что собственный объем молекул пара практически всегда ничтожно мал по сравнению с объемом, занятым паром. Поэтому, если в пространстве находится пар какой-либо жидкости (даже и насыщающий), то это не мешает испаряться в нем другой жидкости. Общее давление паров в этом случае равно сумме давлений паров обеих жидкостей. Это свойство паров выражается законом, открытым английским ученым А. Дальтоном: давление смеси паров и газов равно сумме давлений, создаваемых каждым из них в отдельности, если между ними нет химического взаимодействия.

Reklama