Переход вещества из жидкого состояния в парообразное называется парообразованием. Различают две формы этого процесса: испарение, когда парообразование происходит по свободной поверхности жидкости, и кипение, когда парообразование происходит не только с поверхности, но и внутри жидкости путем образования пузырьков пара во всем объеме жидкости и выделения их. Испарение жидкости происходит при любой температуре, а кипение – только при температуре кипения. В процессе испарения молекулы попадают в возжух, потеряв большую часть кинетической энергии своего поступательного движения. Жидкость также теряет наиболее «горячие» молекулы. В результате указанных явлений жидкость охлаждается. Данное свойство жидкости используется, например, при тушении пожаров водой: резкое испарение воды охлаждает зону горения.
В естественных условиях потеря энергии, происходящая при испарении жидкости, компенсируется подводом теплоты из окружающей среды. В результате, если жидкость находится в открытой системе, все подводимое тепло тратится полностью на парообразование.
Рассмотрим, какое влияние оказывает изменение давления в системе .
Равновесную систему «жидкость-пар» рассмотрим на следующем примере. предположим, что в пустой сосуд, из которого выкачан воздух, поступает порция жидкости. Поскольку частицы жидкости испытывают взаимное отталкивание, они тут же устремляются в пустое пространство, ударяются о стенки сосуда или о поверхность жидкости. При ударении о поверхность жидкости они поглощаются жидкостью, т.е. происходит процесс обратный испарению – процесс конденсации пара в жидкость. При выравнивании скоростей испарения и конденсации устанавливается состояние равновесия.
Пар, находящийся в равновесии с жидкостью, называется насыщенным паром.
Давление пара, находящегося в равновесии с жидкостью, называется давлением насыщенного пара.
Если пар не соприкасается с жидкостью, но обладает давлением, равным тому, которое он при этой температуре должен иметь при равновесии с жидкостью, то такой пар тоже является насыщенным.
С повышением температуры давление насыщенного пара всегда возрастает.
На рисунке 2 приведена кривая возрастания насыщенного пара воды с изменением температуры.
Кривая давления насыщенного пара делит плоскость диаграммы на две области: область жидкости и пара. Вдоль линии ab имеет место равновесие между паром и жидкостью. Из диаграммы следует, что при 50 0С и давлении 10 мм.рт.ст. вода
Рис.2. Кривая давления насыщенного пара воды при 0-150 0С.
находится в состоянии ненасыщенного пара, при той же температуре и давлении 500 мм.рт.ст. – в состоянии жидкости; при 50 0С и давлении 92,51 мм.рт.ст. мы имеем равновесную систему из жидкой воды и ее насыщенного пара.
