План уроку

1.Випаровування і конденсація

2.Насичена і ненасичена пара

3.Залежність тиску насиченої пари від температури

4.Кипіння

5.Залежність температури кипіння від тиску

6.Критична температура

 

1.Випаровування і конденсація

Пароутворення — це процес переходу речовини з рідкого або твердого агрегатних станів у газоподібний.

Конденсація - це перехід речовини з газоподібного стану в рідкий.

Є два види пароутворення:

а) випаровування;

б) кипіння.

Випаровування - це пароутворення, яке відбувається лише з вільної поверхні рідини, що межує з газоподібним станом.

Під час випаровування вилітають молекули з найбільшою кінетичною енергією, внаслідок чого внутрішня енергія рідини зменшується, тобто рідина охолоджується.

Швидкість випаровування залежить від:

1) роду рідини;

2) площі вільної поверхні;

3) температури рідини;

4) тиску на рідину;

5) густини пари над рідиною.

Перехід речовини з твердого стану в газоподібний, оминаючи рідкий, називають сублімацією.

Питóма теплотá випарóвування — кількість теплоти, яку необхідно надати 1 кг речовини, щоб перевести її з рідкого стану в газоподібний при сталій температурі. Питома теплота випаровування вимірюється в Дж/кг.

Питома теплота випаровування дорівнює питомій теплоті конденсації, тобто кількості теплоти, яка виділяється при конденсації 1 кг газу при сталій температурі.

Теплота Q, необхідна для випаровування рідини масою m, дорівнює Q = mL, де L - питома теплота випаровування.

 

2.Насичена і ненасичена пара

Якщо рівень рідини не змінюється, це означає, що обидва процеси йдуть з однаковою швидкістю, тобто за кожну секунду рідина покидає в середньому стільки ж молекул, скільки їх переходить з пари в рідину. У цьому випадку говорять, що рідина і пара перебувають у динамічній рівновазі.

Пара, що знаходиться в динамічній рівновазі зі своєю рідиною, називають насиченою парою.

Саме така пара знаходиться над поверхнею рідини в закритій посудині. Якщо процес випаровування йде швидше за процес конденсації, говорять, що над рідиною знаходиться ненасичена пара. Якщо повітря з посудини, у якій знаходиться рідина, попередньо відкачано, то над поверхнею рідини буде знаходитися тільки насичена пара.

 

3.Залежність тиску насиченої пари від температури

Графік залежності тиску від температури для насиченої і ненасиченої пари зображений на рис.а.

АВ — насичена пара; залежність р від Т нелінійна, оскільки від Т залежить концентрація молекул насиченої пари.

ВС — ненасичена пара, або ідеальний газ;

Графік залежності густини рідини та її насиченої пари від температури зображений на рис.б.

Криві зливаються, якщо Т = Тк,де Тк — критична температура

 

4.Кипіння

Кипіння — це процес пароутворення, що відбувається в усьому об’ємі і поверхні рідини за певної температури.

Температура, при якій відбувається кипіння, називається температурою кипіння.

При зменшенні зовнішнього тиску температура кипіння знижується, а при його збільшенні — підвищується.

Зміна тиску приблизно на 2,7 мм ртутного стовпчика зумовлює зміну температури приблизно на 0,1°С.

Зі зниженням температури відносну вологість можна довести до 100% не змінюючи кількість пари, яка міститься в ній. При подальшому зниженні температури вологість вже не збільшується, а частина водяної пари конденсується. З’являється туман, випадає роса. Температуру за якої водяна пара стає насиченою називається точкою роси. Тому тумани частіше бувають вранці, коли повітря в ночі охолоджується.

 

5.Залежність температури кипіння від тиску

Залежність тиску насиченої пари від температури пояснює, чому температура кипіння рідини залежність від тиску на її поверхні. Бульбашки пари може рости, коли тиск насиченої пари всередині неї трохи перевищує тиск в рідині, який складається з тиску повітря на поверхні рідини(зовнішній тиск) і гідростатичного тиску стовпа рідини.

Кипіння починається за температури, за якої тиск насиченої пари в бульбашках зрівнюється з тиском в рідині.

Чим більший зовнішній тиск, тим вища температура кипіння. І навпаки, зменьшуючи зовнішній тиск, тим самим можна знизити температуру кипіння. У кожної рідини своя температура кипіння, яка залежить від тиску насиченої пари. Чим він вищий, тим нижча температура кипіння відповідної рідини.