ВУЗ:
Составители:
Рубрика:
вается ненасыщенным. Опыт показывает, что давление и плотность ненасыщенного пара зависят от ве-
щества, из которого состоит пар, от температуры и объема. При данной температуре давление ненасы-
щенного пара всегда меньше давления насыщенного пара. Это означает, что наибольшее давление при
данной температуре пар оказывает в состоянии насыщения.
3.4 Фазовый переход пар–жидкость
Переход ненасыщенного пара в насыщенный, а затем в жидкость, также как и обратный переход
жидкости в насыщенный и ненасыщенный пар, происходит при изменении либо температуры, либо
объема.
Рассмотрим условия при которых возможен переход между жидкостью и ее паром. Пусть у нас
имеется ненасыщенный пар. Опыт показывает, что он ведет себя как идеальный газ. Молекулы нена-
сыщенного пара слабо взаимодействуют друг с другом. Средняя потенциальная энергия их взаимодей-
ствия много меньше средней кинетической энергии:
kTE
2
3
п
<< . (3.4.1)
Для образования жидкости из пара средняя потенциальная энергия притяжения молекул должна
превышать среднюю кинетическую энергию:
kTE
2
3
п
≥ . (3.4.2)
Потенциальная энергия притяжения молекул зависит от их взаимного расположения. Уменьшить
расстояние между молекулами можно, уменьшая объем и температуру пара. Поэтому потенциальная
энергия взаимодействия молекул увеличивается при уменьшении как объема, так и температуры. С
уменьшением температуры уменьшается кинетическая энергия молекул. Все вышесказанное позволяет
утверждать, что перевести пар в жидкость можно двумя путями. Первый путь связан с уменьшением
объема. В этом случае потенциальная энергия увеличивается, а кинетическая энергия остается постоян-
ной. При некотором значении объема мы достигнем условия (3.4.2). Второй путь связан с уменьшением
температуры. В этом случае кинетическая энергия убывает, а потенциальная энергия взаимодействия
молекул остается неизменной. Ясно, что при некоторой температуре будет достигнуто условие (3.4.2).
Физический смысл условия (3.4.2) состоит в том, что переход пара в жидкость возможен лишь при
температуре меньшей некоторой критической температуры
T
E
TT
п
кр
3
2
=<
. (3.4.3)
Пар, находящийся при температуре выше критической нельзя перевести в жидкость.
Критическая температура – это максимальная температура, при которой пар превращается в
жидкость.
Критическая температура зависит от потенциальной энергии взаимодействия молекул и поэтому
различна для различных веществ.
Рис. 3.4.1 Рис. 3.4.2
V
P
T > T
кр
T < T
кр
T
кр
T T
кр
ρ
жидкость
пар
пар
0
0
газ
ж.+нас.п.
ж.
Страницы
- « первая
- ‹ предыдущая
- …
- 16
- 17
- 18
- 19
- 20
- …
- следующая ›
- последняя »
