Учебник по физике для поступающих в ВУЗ
Ek>│Ep│
Испарение – процесс, при котором с поверхности жидкости или твердого тела вылетают молекулы, кинетическая энергия которых превышает потенциальную энергию взаимодействия молекул.
Испарение жидкости может происходить при любой температуре.
Испарение сопровождается охлаждением жидкости, так как жидкость покидают молекулы, имеющие большую кинетическую энергию, и внутренняя энергия жидкости понижается.
Внутренняя энергия испаряющейся жидкости уменьшается. Если нет притока энергии к жидкости извне, то испаряющаяся жидкость охлаждается.
Вылетевшие молекулы начинают беспорядочно двигаться в тепловом движении газа; они могут или навсегда удалиться от поверхности жидкости, или снова вернуться в жидкость. Такой процесс называется конденсацией.
При увеличении температуры число испаряющихся молекул возрастает (Ек = kT).
Так как жидкость покидают самые быстрые молекулы, то средняя кинетическая энергия молекул жидкости, а следовательно и ее температура уменьшается.
Количество теплоты, необходимое для испарения жидкости при постоянной температуре, пропорционально числу испаряющихся молекул или их суммарной массе:
Qn = rm
r – удельная теплота испарения (парообразования)
Удельная теплота испарения (парообразования) r – количество теплоты, необходимое для испарения (парообразования) 1 кг жидкости при постоянной температуре.
Единица измерения – Дж/кг
При парообразовании подводимое количество теплоты расходуется на разрыв межмолекулярных связей.
Количество теплоты, получаемое жидкостью при конденсации, равно количеству теплоты, теряемому при испарении.(при термодинамическом равновесии)
Вещество в газообразном состоянии, находящееся в динамическом равновесии с жидкостью, называется насыщенным паром.
Пар, находящийся при давлении ниже давления насыщенного пара называется ненасыщенным.
При сжатии насыщенного пара концентрация молекул пара увеличивается, равновесие между процессами испарения и конденсации нарушается и часть пара превращается в жидкость.
При расширении насыщенного пара концентрация его молекул уменьшается и часть жидкости превращается в пар. Таким образом, концентрация насыщенного пара остается постоянной независимо от объема.
Так как давление газа пропорционально концентрации и температуре (p = knT), давление насыщенного пара при постоянной температуре не зависит от объема.
Явление превращения пара в жидкость называется конденсацией.
(лат. конденсаре – сгущать)
Конденсация сопровождается выделением энергии.
Конденсация объясняет, например, образование облаков в верхних, более холодных, слоях воздуха.
НАСЫЩЕННЫЕ И НЕНАСЫЩЕННЫЕ ПАРЫ(уч.10кл.стр.286-291,292-293)
Испарение, конденсация, определения см.выше.( уч.10кл.стр.286-289)
Понятие насыщенного пара
Давление насыщенного пара
Зависимость насыщенного пара от температуры жидкости
Зависимость давление насыщенного пара от сил взаимодействия молекул жидкости
Испарение — парообразование, происходящее при любой температуре со свободной поверхности жидкости.
Неравномерное распределение кинетической энергии теплового движения молекул приводит к тому, что при любой температуре кинетическая энергия некоторых молекул жидкости или твердого тела может превышать потенциальную энергию их связи с другими молекулами.
Большей кинетической энергией обладают молекулы, имеющие большую скорость, а температура тела зависит от скорости движения его молекул, следовательно, испарение сопровождается охлаждением жидкости.
Скорость испарения зависит: от площади открытой поверхности, температуры, концентрации молекул вблизи жидкости.
Конденсация — процесс перехода вещества из газообразного состояния в жидкое.
Испарение жидкости в закрытом сосуде при неизменной температуре приводит к постепенному увеличению концентрации молекул испаряющегося вещества в газообразном состоянии.
Через некоторое время после начала испарения концентрация вещества в газообразном состоянии достигнет такого значения, при котором число молекул, возвращающихся в жидкость, становится равным числу молекул, покидающих жидкость за то же время.
Устанавливается динамическое равновесие между процессами испарения и конденсации вещества.
Вещество в газообразном состоянии, находящееся в динамическом равновесии с жидкостью, называют насыщенным паром.
Паром называют совокупность молекул, покинувших жидкость в процессе испарения.
Пар, находящийся при давлении ниже насыщенного, называют ненасыщенным.
В закрытом сосуде концентрация молекул пара достигает максимального значения, когда число конденсирующихся молекул насыщенного пара (находящегося в термодинамическом равновесии с жидкостью), равно числу испаряющихся молекул.
Насыщенный пар – пар, находящийся в термодинамическом равновесии со своей жидкостью.
Это определение подчеркивает, что в данном объеме при данной температуре не может находится большее количество пара.
Термодинамическое равновесие – число молекул пара, конденсирующихся за определенный промежуток времени, равно числу молекул жидкости, испаряющихся за это же время.
Так как давление насыщенного пара пропорционально концентрации его молекул, то при данной температуре давление пара большим быть не может.
Концентрация молекул насыщенного пара при постоянной температуре не зависит от его объема.
Так как давление пропорционально концентрации молекул p = nkT, то из этого следует, что давление насыщенного пара не зависит от занимаемого им объема.
Давление насыщенного пара при данной температуре – максимальное давление, которое может иметь пар над жидкостью при этой температуре.
С ростом температуры увеличивается число испаряющихся и соответственно конденсирующихся молекул пара, поэтому давление насыщенного пара возрастает при увеличении температуры жидкости.
Число испаряющихся молекул растет при увеличении их кинетической энергии, либо при уменьшении потенциальной энергии взаимодействия молекул (Ek >│Ep│)
Перейти на страницу: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 60 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 88 89 90 91 92 93 94 95 96 97 98 99 100