Пары, насыщающие и не насыщающие пространство

Когда свободная поверхность жидкости в сосуде граничит с открытой атмосферой, то испарение преобладает над конденсацией и уровень жидкости с течением времени понижается. Происходит это потому, что движущийся воздух уносит пар и уменьшает его плотность над поверхностью жидкости.

Опыт показывает, что уровень жидкости в герметически закрытом сосуде со временем не меняется. Это означает, что в таком сосуде процесс испарения жидкости полностью компенсируется конденсацией пара, т. е. сколько молекул вылетает из жидкости, столько же в нее и возвращается. Иначе говоря, в этом случае число молекул как в жидкости, так и в паре над ней остается неизменным, хотя между жидкостью и паром происходит непрерывный обмен молекулами. Такое равновесие между жидкостью и ее паром называют подвижным или динамическим.

 

IMG 20131121 0в09 cr

Пар, который находится в состоянии подвижного равновесия со своей жидкостью, называется паром, насыщающим пространство, или насыщающим паром. Пар, который находится над поверхностью жидкости, когда испарение преобладает над конденсацией, и пар при отсутствии жидкости называется ненасыщающим паром.

Очевидно, что при определенной температуре пары какого-либо вещества имеют наибольшую возможную плотность и наибольшее возможное давление, когда они насыщают пространство.

Чтобы проверить, зависят ли плотность и давление насыщающего пара от рода вещества, сделаем такой опыт. Возьмем одинаковые закрытые колбы с водой, спиртом и эфиром, соединенные с манометрами (рис. 8.1). Кроме воздуха, давление в колбах будут создавать и насыщающие пары налитых жидкостей. Оказывается, что наибольшее давление будет в колбе с эфиром, а наименьшее — в колбе с водой, т. е. большее давление создают насыщающие пары той жидкости, которая быстрее испаряется. Такого рода опыты показали следующее: чем меньше удельная теплота парообразования жидкости, тем быстрее она испаряется и тем больше давление и концентрация ее паров, насыщающих пространство (при одинаковой температуре различных жидкостей).