اعتماد ضغط البخار على درجة الحرارة. ضغط البخار المشبع

حتى الآن ، درسنا ظاهرة التبخر والتكثيف عند درجة حرارة ثابتة. الآن دعونا نلقي نظرة على تأثير درجة الحرارة. من السهل ملاحظة أن تأثير درجة الحرارة قوي جدًا. في يوم حار أو بالقرب من الموقد ، يجف كل شيء أسرع بكثير من البرد. هذا يعني أن تبخر السائل الدافئ يكون أكثر كثافة من التبخر البارد. يمكن تفسير ذلك بسهولة. في السائل الدافئ ، تمتلك جزيئات أكثر سرعة كافية للتغلب على قوى التماسك وكسر السائل. لذلك ، مع زيادة درجة الحرارة ، إلى جانب زيادة معدل تبخر السائل ، يزداد أيضًا ضغط البخار المشبع.

من السهل اكتشاف زيادة ضغط البخار باستخدام الجهاز الموصوف في الفقرة 291. دعونا نخفض القارورة بالأثير إلى ماء دافئ. سنرى أن مقياس الضغط سيظهر زيادة حادة في الضغط. بعد أن أنزلنا نفس القارورة في ماء بارد ، أو أفضل في خليط من الثلج والملح (§ 275) ، نلاحظ ، على العكس من ذلك ، انخفاضًا في الضغط.

لذلك ، فإن ضغط بخار التشبع يعتمد بشدة على درجة الحرارة. في الجدول. يوضح الشكل 18 ضغط بخار تشبع الماء والزئبق عند درجات حرارة مختلفة. لاحظ ضغط بخار الزئبق الضئيل عند درجة حرارة الغرفة. تذكر أنه عند قراءة مقياس الضغط يتم إهمال هذا الضغط.

الجدول 18- ضغط بخار الماء والزئبق المشبع عند درجات حرارة مختلفة (بالمليمتر زئبقي)

درجة الحرارة،			درجة الحرارة،

من الرسم البياني لاعتماد ضغط بخار الماء المشبع على درجة الحرارة (الشكل 481) ، يمكن ملاحظة أن زيادة الضغط تقابل ارتفاع درجة الحرارة بزيادة درجة الحرارة. هذا هو الفرق بين الغازات والبخار المشبع ، حيث يزداد ضغطهما عند تسخينهما بالتساوي في درجات الحرارة المنخفضة والعالية (بمقدار 1/273 من الضغط عند درجة الحرارة). سيصبح هذا الاختلاف مفهومًا تمامًا إذا تذكرنا أنه عندما يتم تسخين الغازات بحجم ثابت ، فإن سرعة الجزيئات فقط هي التي تتغير. عندما يتم تسخين نظام البخار السائل ، كما أشرنا ، لا تتغير سرعة الجزيئات فحسب ، بل تتغير أيضًا عددها لكل وحدة حجم ، أي عند درجة حرارة أعلى لدينا بخار ذو كثافة أعلى.

شكل 481. اعتماد ضغط بخار الماء المشبع

293.1. لماذا يعطي مقياس حرارة الغاز (§ 235) القراءات الصحيحة فقط عندما يكون الغاز جافًا تمامًا؟

293.2. افترض أنه في وعاء مغلق ، بالإضافة إلى السائل والبخار ، يوجد أيضًا هواء. كيف سيؤثر ذلك على تغير الضغط مع زيادة درجة الحرارة؟

293.3. يوضح الرسم البياني الموضح في الشكل التغير في ضغط البخار في وعاء مغلق مع زيادة درجة الحرارة. 482. ما هو الاستنتاج الذي يمكن استخلاصه بشأن عمليات التبخر داخل وعاء؟

أرز. 482. ممارسة 293.3

« الفيزياء - الصف العاشر "

ما الذي تعتقد أنه سيحدث للبخار المشبع إذا انخفض الحجم الذي يشغله: على سبيل المثال ، إذا ضغطت البخار في حالة اتزان مع السائل في أسطوانة أسفل مكبس ، مع الحفاظ على درجة حرارة محتويات الأسطوانة ثابتة؟

عندما يتم ضغط البخار ، سيبدأ التوازن في الاختلال. ستزداد كثافة البخار في اللحظة الأولى بشكل طفيف ، وسيبدأ عدد أكبر من الجزيئات بالانتقال من الغاز إلى السائل أكثر من السائل إلى الغاز. بعد كل شيء ، فإن عدد الجزيئات التي تترك السائل لكل وحدة زمنية يعتمد فقط على درجة الحرارة ، وضغط البخار لا يغير هذا الرقم. تستمر العملية حتى يتم إنشاء التوازن الديناميكي وكثافة البخار مرة أخرى ، وبالتالي لن يأخذ تركيز جزيئاتها قيمها السابقة. بالتالي،

لا يعتمد تركيز جزيئات البخار المشبعة عند درجة حرارة ثابتة على حجمها.

نظرًا لأن الضغط يتناسب مع تركيز الجزيئات (p = nkT) ، فإنه يتبع من هذا التعريف أن ضغط البخار المشبع لا يعتمد على الحجم الذي يشغله.

ضغط الأس الهيدروجيني يسمى زوج n ، حيث يكون السائل في حالة توازن مع بخاره ضغط البخار المشبع.

عندما يتم ضغط البخار المشبع ، ينتقل المزيد والمزيد منه إلى الحالة السائلة. سائل من كتلة معينة يحتل حجمًا أصغر من بخار من نفس الكتلة. نتيجة لذلك ، يتناقص حجم البخار بكثافة ثابتة.

قوانين الغاز للبخار المشبع غير عادلة (بالنسبة لأي حجم عند درجة حرارة ثابتة ، يكون ضغط البخار المشبع هو نفسه). في الوقت نفسه ، تم وصف حالة البخار المشبع بدقة من خلال معادلة مندليف-كلابيرون.

بخار غير مشبع

> إذا تم ضغط البخار تدريجيًا عند درجة حرارة ثابتة ، ولم يحدث تحوله إلى سائل ، عندئذٍ يسمى هذا البخار غير مشبع.

مع انخفاض الحجم (الشكل 11.1) ، يزداد ضغط البخار غير المشبع (القسم 1-2) ، تمامًا كما يتغير الضغط مع انخفاض حجم الغاز المثالي. عند حجم معين ، يصبح البخار مشبعًا ، ومع مزيد من الضغط ، يتحول إلى سائل (القسم 2-3). في هذه الحالة ، سيكون البخار المشبع أعلى من السائل بالفعل.

بمجرد أن يتحول كل البخار إلى سائل ، فإن المزيد من الانخفاض في الحجم سيؤدي إلى زيادة حادة في الضغط (السائل غير قابل للضغط).

ومع ذلك ، لا يتحول البخار إلى سائل عند أي درجة حرارة. إذا كانت درجة الحرارة أعلى من قيمة معينة ، فبغض النظر عن كيفية ضغط الغاز ، فلن يتحول أبدًا إلى سائل.

> تسمى درجة الحرارة القصوى التي لا يزال بإمكان البخار أن يتحول عندها إلى سائل حرارة حرجة.

كل مادة لها درجة حرارة حرجة خاصة بها ، للهيليوم T cr = 4 K ، للنيتروجين T cr = 126 K.

تسمى حالة المادة عند درجة حرارة أعلى من درجة الحرارة الحرجة غاز؛ عند درجة حرارة أقل من درجة الحرارة الحرجة ، عندما يتاح للبخار فرصة التحول إلى سائل ، - العبارة.

تختلف خصائص البخار المشبع وغير المشبع.

اعتماد ضغط البخار المشبع على درجة الحرارة.

يتم وصف حالة البخار المشبع ، كما تظهر التجربة ، تقريبًا بواسطة معادلة حالة الغاز المثالي (10.4) ، ويتم تحديد ضغطه بواسطة الصيغة

ص ن. ن = nkT. (11.1)

مع ارتفاع درجة الحرارة ، يرتفع الضغط

نظرًا لأن ضغط البخار المشبع لا يعتمد على الحجم ، فإنه يعتمد فقط على درجة الحرارة.

ومع ذلك ، فإن اعتماد درجة الحموضة الضغط. تم العثور على n على درجة الحرارة T ، تجريبياً ، غير متناسب طرديًا ، كما هو الحال في غاز مثالي بحجم ثابت. مع زيادة درجة الحرارة ، يزداد ضغط البخار المشبع الحقيقي أسرع من ضغط الغاز المثالي (الشكل 11.2 ، مقطع من المنحنى AB). يصبح هذا واضحًا إذا رسمنا نظرات متساوية للغاز المثالي من خلال النقطتين A و B (خطوط متقطعة). لماذا يحدث هذا؟

عندما يتم تسخين سائل في وعاء مغلق ، يتحول جزء من السائل إلى بخار. نتيجة لذلك ، وفقًا للصيغة (11.1) ، يزداد ضغط البخار المشبع ليس فقط بسبب زيادة درجة حرارة السائل ، ولكن أيضًا بسبب زيادة تركيز جزيئات (كثافة) البخار.

بشكل أساسي ، يتم تحديد الزيادة في الضغط مع زيادة درجة الحرارة بدقة من خلال زيادة التركيز. يتمثل الاختلاف الرئيسي في سلوك الغاز المثالي والبخار المشبع في أنه عندما تتغير درجة حرارة البخار في وعاء مغلق (أو عندما يتغير الحجم عند درجة حرارة ثابتة) ، تتغير كتلة البخار.

لماذا جداول ضغط البخار المشبع مقابل درجة الحرارة ولا توجد جداول لضغط الغاز مقابل درجة الحرارة؟

يتحول السائل جزئيًا إلى بخار ، أو على العكس من ذلك ، يتكثف البخار جزئيًا. لا شيء من هذا القبيل يحدث مع الغاز المثالي.

عندما يتبخر كل السائل ، يتوقف البخار عن التشبع عند مزيد من التسخين ويزداد ضغطه عند حجم ثابت بالتناسب المباشر مع درجة الحرارة المطلقة (انظر الشكل 11.2 ، قسم من منحنى BC).

الغليان.

مع زيادة درجة حرارة السائل ، يزداد معدل التبخر. أخيرًا ، يبدأ السائل في الغليان. عند الغليان ، تتشكل فقاعات بخار سريعة النمو في جميع أنحاء حجم السائل بالكامل ، والتي تطفو على السطح.

الغليان- هذه هي عملية التبخير التي تحدث في جميع أنحاء حجم السائل عند نقطة الغليان.

تحت أي ظروف يبدأ الغليان؟

كيف يتم إمداد السائل بالحرارة التي يتم إنفاقها أثناء الغليان من وجهة نظر النظرية الحركية الجزيئية؟

تظل درجة غليان السائل ثابتة. وذلك لأن كل الطاقة التي يتم توفيرها للسائل يتم إنفاقها على تحويله إلى بخار.

يحتوي السائل دائمًا على غازات مذابة تنطلق في قاع الإناء وجدرانه ، وكذلك على جزيئات الغبار العالقة في السائل ، وهي مراكز التبخر. الأبخرة السائلة داخل الفقاعات مشبعة. مع زيادة درجة الحرارة ، يزداد ضغط البخار ويزداد حجم الفقاعات. تحت تأثير قوة الطفو ، تطفو. إذا كانت الطبقات العليا من السائل ذات درجة حرارة منخفضة ، يتكثف البخار في هذه الطبقات في الفقاعات. ينخفض ​​الضغط بسرعة وتنهار الفقاعات. يكون الانهيار سريعًا لدرجة أن جدران الفقاعة ، عند اصطدامها ، تنتج شيئًا مثل الانفجار. العديد من هذه الانفجارات الدقيقة تخلق ضوضاء مميزة. عندما يسخن السائل بدرجة كافية ، تتوقف الفقاعات عن الانهيار وتطفو على السطح. سوف يغلي السائل.

يفسر اعتماد ضغط بخار التشبع على درجة الحرارة سبب اعتماد نقطة غليان السائل على الضغط على سطحه. يمكن أن تنمو فقاعة بخار عندما يتجاوز ضغط البخار المشبع بداخلها قليلاً الضغط في السائل ، وهو مجموع ضغط الهواء على سطح السائل (الضغط الخارجي) والضغط الهيدروستاتيكي لعمود السائل.

دعونا ننتبه إلى حقيقة أن تبخر السائل يحدث أيضًا في درجات حرارة أقل من نقطة الغليان ، ولكن فقط من سطح السائل ، بينما يحدث تكوين البخار في جميع أنحاء حجم السائل بالكامل عند الغليان.

يبدأ الغليان عند درجة حرارة يتساوى عندها ضغط بخار التشبع في الفقاعات ويصبح أكبر قليلاً من الضغط في السائل.

كلما زاد الضغط الخارجي ، زادت نقطة الغليان.

لذلك ، في غلاية بخار عند ضغط يصل إلى 1.6 10 6 باسكال ، لا يغلي الماء حتى عند درجة حرارة 200 درجة مئوية. في المؤسسات الطبية في أوعية محكمة الإغلاق - الأوتوكلاف (الشكل 11.3) ، يغلي الماء أيضًا عند ضغط مرتفع. لذلك ، فإن درجة غليان السائل أعلى بكثير من 100 درجة مئوية. تستخدم الأوتوكلاف ، على سبيل المثال ، لتعقيم الأدوات الجراحية ، وتسريع الطهي (قدر الضغط) ، وحفظ الطعام ، وإجراء التفاعلات الكيميائية.

على العكس من ذلك ، من خلال تقليل الضغط الخارجي ، فإننا بذلك نخفض نقطة الغليان.

عن طريق ضخ الهواء وبخار الماء من القارورة ، يمكنك جعل الماء يغلي في درجة حرارة الغرفة. عندما تتسلق الجبال ، ينخفض ​​الضغط الجوي ، وبالتالي تنخفض درجة الغليان. على ارتفاع 7134 م (قمة لينين في باميرس) ، يكون الضغط حوالي 4 10 4 باسكال (300 ملم زئبق). يغلي الماء هناك عند حوالي 70 درجة مئوية. من المستحيل طهي اللحوم في هذه الظروف.

لكل سائل نقطة غليان خاصة به ، والتي تعتمد على خصائص السائل. عند نفس درجة الحرارة ، يختلف ضغط بخار التشبع للسوائل المختلفة.

على سبيل المثال ، عند درجة حرارة 100 درجة مئوية ، يكون ضغط بخار الماء المشبع 101،325 باسكال (760 ملم زئبق) ، وبخار الزئبق 117 باسكال (0.88 ملم زئبق). نظرًا لأن الغليان يحدث عند نفس درجة الحرارة التي يكون عندها ضغط البخار المشبع مساويًا للضغط الخارجي ، فإن الماء يغلي عند 100 درجة مئوية ، لكن الزئبق لا يغلي. يغلي الزئبق عند 357 درجة مئوية عند الضغط العادي.

اعتماد ضغط البخار المشبع على درجة الحرارة.يتم وصف حالة البخار المشبع تقريبًا بواسطة معادلة حالة الغاز المثالي (3.4) ، ويتم تحديد ضغطه تقريبًا بواسطة الصيغة

مع ارتفاع درجة الحرارة ، يرتفع الضغط. نظرًا لأن ضغط بخار التشبع لا يعتمد على الحجم ، فإنه يعتمد فقط على درجة الحرارة.

ومع ذلك ، فإن هذا الاعتماد الموجود تجريبياً ليس متناسبًا بشكل مباشر ، كما هو الحال في غاز مثالي بحجم ثابت. مع زيادة درجة الحرارة ، يزداد ضغط البخار المشبع أسرع من ضغط الغاز المثالي (الشكل 52 ، قسم من المنحنى AB).

يحدث هذا للسبب التالي. عندما يتم تسخين سائل بالبخار في وعاء مغلق ، يتحول جزء من السائل إلى بخار. نتيجة لذلك ، وفقًا للصيغة (5.1) ، يزداد ضغط البخار ليس فقط بسبب زيادة درجة الحرارة ، ولكن أيضًا بسبب زيادة تركيز جزيئات (كثافة) البخار. يتمثل الاختلاف الرئيسي في سلوك الغاز المثالي والبخار المشبع في أنه عندما تتغير درجة حرارة البخار في وعاء مغلق (أو عندما يتغير الحجم عند درجة حرارة ثابتة) ، تتغير كتلة البخار. يتحول السائل جزئيًا إلى بخار أو يتكثف البخار جزئيًا. لا شيء من هذا القبيل يحدث مع الغاز المثالي.

عندما يتبخر كل السائل ، سيتوقف البخار عن التشبع عند مزيد من التسخين وسيزداد ضغطه عند الحجم الثابت بالتناسب المباشر مع درجة الحرارة المطلقة (القسم BC في الشكل 52).

الغليان.يفسر اعتماد ضغط بخار التشبع على درجة الحرارة سبب اعتماد نقطة غليان السائل على الضغط. عند الغليان ، تتشكل فقاعات بخار سريعة النمو في جميع أنحاء حجم السائل ، والتي تطفو على السطح. من الواضح أن فقاعة بخار يمكن أن تنمو عندما يزيد ضغط البخار المشبع بداخلها قليلاً عن الضغط في السائل ، وهو مجموع ضغط الهواء على سطح السائل (الضغط الخارجي) والضغط الهيدروستاتيكي لعمود السائل .

يبدأ الغليان عند درجة حرارة يكون عندها ضغط بخار التشبع في الفقاعات مساويًا للضغط في السائل.

كلما زاد الضغط الخارجي ، زادت نقطة الغليان. وهكذا ، عند ضغط في غلاية بخار تصل إلى Pa ، لا يغلي الماء حتى عند درجة حرارة 200 درجة مئوية. في المؤسسات الطبية ، يحدث غليان الماء في أوعية محكمة الإغلاق - الأوتوكلاف (الشكل 53) - عند ضغط مرتفع. لذلك ، فإن نقطة الغليان أعلى بكثير من 100 درجة مئوية. تستخدم الأوتوكلاف لتعقيم الأدوات الجراحية والضمادات وما إلى ذلك.

على العكس من ذلك ، من خلال تقليل الضغط ، فإننا بذلك نخفض نقطة الغليان. عن طريق ضخ الهواء وبخار الماء من القارورة ، يمكنك جعل الماء يغلي في درجة حرارة الغرفة (الشكل 54). عندما تتسلق الجبال ، ينخفض ​​الضغط الجوي. لذلك ، تقل درجة الغليان. على ارتفاع

7134 م (ذروة لينين في بامير) الضغط يساوي تقريباً Pa (300 مم زئبق). تبلغ درجة غليان الماء هناك حوالي 70 درجة مئوية. من المستحيل طهي اللحوم على سبيل المثال في ظل هذه الظروف.

يتم تحديد الفرق في نقاط غليان السوائل من خلال الاختلاف في ضغط أبخرتها المشبعة. كلما زاد ضغط البخار المشبع ، انخفضت نقطة غليان السائل المقابل ، لأنه عند درجات الحرارة المنخفضة يصبح ضغط البخار المشبع مساويًا للضغط الجوي. على سبيل المثال ، عند 100 درجة مئوية ، يكون ضغط بخار الماء المشبع (760 ملم زئبق) ، وبخار الزئبق 117 باسكال (0.88 ملم زئبق). يغلي الزئبق عند 357 درجة مئوية عند الضغط العادي.

حرارة حرجة.مع زيادة درجة الحرارة ، بالتزامن مع زيادة ضغط البخار المشبع ، تزداد كثافته أيضًا. على العكس من ذلك ، تنخفض كثافة السائل في حالة توازن مع بخاره بسبب تمدد السائل عند تسخينه. إذا رسمنا في أحد الأشكال منحنيات لاعتماد كثافة السائل وبخاره على درجة الحرارة ، فعندئذٍ سينخفض ​​المنحنى بالنسبة للسائل ، وبالنسبة للبخار سوف يرتفع (الشكل 55).

عند درجة حرارة معينة ، تسمى درجة الحرارة الحرجة ، يندمج كلا المنحنيين ، أي أن كثافة السائل تصبح مساوية لكثافة البخار.

درجة الحرارة الحرجة هي درجة الحرارة التي تختفي عندها الاختلافات في الخصائص الفيزيائية بين السائل وبخاره المشبع.

عند درجة الحرارة الحرجة ، تصبح كثافة (وضغط) البخار المشبع قصوى ، وتصبح كثافة السائل في حالة توازن مع البخار عند الحد الأدنى. تنخفض الحرارة النوعية للتبخر مع زيادة درجة الحرارة وتصبح صفراً عند درجة الحرارة الحرجة.

كل مادة لها درجة حرارتها الحرجة. على سبيل المثال ، درجة الحرارة الحرجة للماء ، في حين أن أول أكسيد الكربون السائل (IV)

نظرًا لأن البخار المشبع هو أحد مكونات نظام التوازن الديناميكي الحراري لمادة متجانسة في التركيب ولكنها مختلفة في كسور الطور ، فإن فهم تأثير العوامل الفيزيائية الفردية على حجم الضغط الذي يخلقه يجعل من الممكن استخدام هذه المعرفة في الأنشطة العملية ، على سبيل المثال ، في تحديد معدل الاحتراق لبعض السوائل في حالة نشوب حريق ، إلخ.

ضغط البخار المشبع مقابل درجة الحرارة

يزداد ضغط بخار التشبع مع زيادة درجة الحرارة. في هذه الحالة ، لا يكون التغيير في القيم متناسبًا بشكل مباشر ، ولكنه يحدث بشكل أسرع. ويرجع ذلك إلى حقيقة أنه مع زيادة درجة الحرارة ، تتسارع حركة الجزيئات بالنسبة لبعضها البعض ويسهل عليها التغلب على قوى الجذب المتبادل والانتقال إلى مرحلة مختلفة ، أي. يتناقص عدد الجزيئات في الحالة السائلة ، ويزداد في الحالة الغازية حتى يتحول السائل بأكمله إلى بخار. يؤدي هذا الضغط المتزايد إلى رفع الغطاء في القدر أو عندما يبدأ الماء في الغليان.

اعتماد ضغط بخار التشبع على عوامل أخرى

تتأثر كمية ضغط البخار المشبع أيضًا بعدد الجزيئات التي مرت إلى الحالة الغازية ، نظرًا لأن عددها يحدد كتلة البخار الناتج في وعاء مغلق. هذه القيمة ليست ثابتة ، لأنه مع اختلاف درجة الحرارة بين قاع الوعاء والغطاء الذي يغلقه ، تحدث عمليتان متعاكستان باستمرار - التبخر والتكثيف.

نظرًا لوجود مؤشرات معروفة لكل مادة عند درجة حرارة معينة لانتقال عدد معين من الجزيئات من مرحلة واحدة من حالة المادة إلى أخرى ، فمن الممكن تغيير ضغط بخار التشبع عن طريق تغيير حجم الوعاء. لذا ، فإن نفس الحجم من الماء ، على سبيل المثال ، 0.5 لتر ، سيخلق ضغوطًا مختلفة في علبة سعة خمسة لترات وغلاية.

العامل المحدد لتحديد القيمة المرجعية لضغط بخار التشبع عند حجم ثابت والزيادة التدريجية في درجة الحرارة هو التركيب الجزيئي للسائل نفسه ، الذي يخضع للتسخين. لذلك ، ستختلف مؤشرات الأسيتون والكحول والماء العادي بشكل كبير عن بعضها البعض.

لمعرفة عملية غليان سائل ما ، من الضروري ليس فقط إحضار ضغط البخار المشبع إلى حدود معينة ، ولكن أيضًا لربط هذه القيمة بالضغط الجوي الخارجي ، نظرًا لأن عملية الغليان ممكنة فقط عندما يكون الضغط الخارجي أعلى من الضغط داخل الوعاء.

في هذا الدرس ، سنقوم بتحليل خصائص بخار مشبع بالغاز محدد نوعًا ما. سنحدد هذا الغاز ، ونوضح كيف يختلف اختلافًا جوهريًا عن الغازات المثالية التي درسناها سابقًا ، وبشكل أكثر تحديدًا ، كيف يختلف اعتماد ضغط الغاز المشبع. في هذا الدرس أيضًا ، سيتم النظر في عملية مثل الغليان ووصفها.

لفهم الاختلافات بين البخار المشبع والغاز المثالي ، عليك أن تتخيل تجربتين.

أولاً ، لنأخذ إناءً مغلقًا بإحكام بالماء ونبدأ في تسخينه. مع زيادة درجة الحرارة ، تزداد الطاقة الحركية للجزيئات السائلة ، وسوف يتمكن عدد متزايد من الجزيئات من الهروب من السائل (انظر الشكل 2) ، وبالتالي ، سيزداد تركيز البخار ، وبالتالي ضغطه. لذا فإن المركز الأول:

يعتمد ضغط البخار المشبع على درجة الحرارة

أرز. 2.

ومع ذلك ، فإن هذا الحكم متوقع تمامًا وليس مثيرًا للاهتمام مثل ما يلي. إذا وضعت سائلًا ببخاره المشبع تحت مكبس متحرك وبدأت في خفض هذا المكبس ، فإن تركيز البخار المشبع سيزداد بلا شك بسبب انخفاض الحجم. ومع ذلك ، بعد مرور بعض الوقت ، سيتحرك البخار مع السائل إلى توازن ديناميكي جديد عن طريق تكثيف كمية زائدة من البخار ، ولن يتغير الضغط في النهاية. الموقف الثاني لنظرية البخار المشبع:

ضغط البخار المشبع لا يعتمد على الحجم

الآن ، تجدر الإشارة إلى أن ضغط البخار المشبع ، على الرغم من أنه يعتمد على درجة الحرارة ، مثل الغاز المثالي ، إلا أن طبيعة هذا الاعتماد مختلفة نوعًا ما. الحقيقة هي أنه ، كما نعلم من المعادلة الأساسية لـ MKT ، يعتمد ضغط الغاز على درجة الحرارة وتركيز الغاز. وبالتالي ، فإن ضغط البخار المشبع يعتمد على درجة الحرارة غير الخطية حتى يزداد تركيز البخار ، أي حتى يتبخر كل السائل. يوضح الرسم البياني أدناه (الشكل 3) طبيعة اعتماد ضغط البخار المشبع على درجة الحرارة ،

أرز. 3

علاوة على ذلك ، فإن الانتقال من قسم غير خطي إلى قسم خطي يعني فقط نقطة تبخر السائل بأكمله. نظرًا لأن ضغط الغاز المشبع يعتمد فقط على درجة الحرارة ، فمن الممكن بشكل لا لبس فيه تحديد ضغط البخار المشبع عند درجة حرارة معينة. يتم سرد هذه النسب (وكذلك قيم كثافة البخار المشبع) في جدول خاص.

دعونا الآن نوجه انتباهنا إلى عملية فيزيائية مهمة مثل الغليان. في الصف الثامن ، تم تعريف الغليان بالفعل على أنه عملية تبخير أكثر كثافة من التبخر. الآن سنقوم بتوسيع هذا المفهوم إلى حد ما.

تعريف. الغليان- عملية التبخير التي تحدث في جميع أنحاء حجم السائل. ما هي آلية الغليان؟ الحقيقة هي أن هناك دائمًا هواء مذاب في الماء ، ونتيجة لزيادة درجة الحرارة ، تقل قابليته للذوبان ، وتتشكل الفقاعات الدقيقة. نظرًا لأن قاع الإناء وجدرانه ليست ناعمة تمامًا ، فإن هذه الفقاعات تتشبث بالمخالفات الموجودة داخل الوعاء. الآن يوجد قسم الماء والهواء ليس فقط على سطح الماء ، ولكن أيضًا داخل حجم الماء ، وتبدأ جزيئات الماء بالمرور إلى الفقاعات. وهكذا يظهر بخار مشبع داخل الفقاعات. علاوة على ذلك ، تبدأ هذه الفقاعات في الطفو ، وتزداد في الحجم وتأخذ المزيد من جزيئات الماء في نفسها ، وتنفجر بالقرب من السطح ، وتطلق بخارًا مشبعًا في البيئة (الشكل 4).

أرز. 4. عملية الغليان ()

شرط تكوين وصعود هذه الفقاعات هو عدم المساواة التالية: يجب أن يكون ضغط البخار المشبع أكبر من أو يساوي الضغط الجوي.

وبالتالي ، نظرًا لأن ضغط البخار المشبع يعتمد على درجة الحرارة ، يتم تحديد نقطة الغليان بواسطة ضغط البيئة: فكلما انخفض ، انخفضت درجة الحرارة التي يغلي فيها السائل ، والعكس صحيح.

في الدرس التالي ، سنبدأ في النظر في خصائص الأجسام الصلبة.

فهرس

1. مياكيشيف ج يا ، سينياكوف أ. الفيزياء الجزيئية. الديناميكا الحرارية. - م: بوستارد ، 2010.
2. جيندينشتاين إل إي ، ديك يو. الصف العاشر في الفيزياء. - م: إليكسا ، 2005.
3. كاسيانوف ف. الصف العاشر في الفيزياء. - م: بوستارد ، 2010.

1. Physics.ru ().
2. Chemport.ru ().
3. Narod.ru ().

الواجب المنزلي

1. صفحة 74: رقم 546-550. الفيزياء. كتاب المهام. 10-11 درجات. ريمكيفيتش أ. - م: بوستارد ، 2013. ()
2. لماذا لا يستطيع المتسلقون سلق البيض على ارتفاع؟
3. ما هي بعض الطرق التي يمكنك من خلالها تبريد الشاي الساخن؟ بررهم من حيث الفيزياء.
4. لماذا ينخفض ​​ضغط الغاز على الموقد بعد غليان الماء؟
5. * كيف يمكن تسخين الماء فوق مائة درجة مئوية؟