Sự phụ thuộc của áp suất hơi vào nhiệt độ. Áp suất hơi bão hòa

Cho đến nay, chúng ta đã xem xét các hiện tượng bay hơi và ngưng tụ ở nhiệt độ không đổi. Bây giờ chúng ta hãy nhìn vào ảnh hưởng của nhiệt độ. Có thể dễ dàng nhận thấy ảnh hưởng của nhiệt độ rất mạnh. Vào những ngày nắng nóng hoặc gần bếp, mọi thứ khô nhanh hơn nhiều so với trời lạnh. Điều này có nghĩa là sự bay hơi của chất lỏng ấm sẽ mạnh hơn sự bay hơi của chất lỏng lạnh. Điều này có thể dễ dàng giải thích. Trong một chất lỏng ấm, nhiều phân tử hơn có đủ tốc độ để vượt qua các lực kết dính và thoát ra khỏi chất lỏng. Do đó, khi nhiệt độ tăng, cùng với tốc độ bay hơi của chất lỏng tăng thì áp suất của hơi bão hòa cũng tăng theo.

Dễ dàng phát hiện sự gia tăng áp suất hơi bằng cách sử dụng thiết bị mô tả trong § 291. Chúng ta hãy hạ bình bằng ete vào nước ấm. Chúng ta sẽ thấy rằng đồng hồ áp suất sẽ hiển thị áp suất tăng mạnh. Khi hạ cùng một bình vào nước lạnh, hoặc tốt hơn vào hỗn hợp tuyết và muối (§ 275), ngược lại, chúng ta lưu ý rằng áp suất sẽ giảm.

Vì vậy, áp suất hơi bão hòa phụ thuộc mạnh vào nhiệt độ. Trong bảng. 18 cho thấy áp suất hơi bão hòa của nước và thủy ngân ở các nhiệt độ khác nhau. Lưu ý áp suất hơi của thủy ngân ở nhiệt độ thường không đáng kể. Nhớ lại rằng khi đọc phong vũ biểu, áp suất này bị bỏ qua.

Bảng 18. Áp suất hơi bão hòa của nước và thủy ngân ở các nhiệt độ khác nhau (tính bằng mmHg)

Nhiệt độ,			Nhiệt độ,

Từ đồ thị sự phụ thuộc của áp suất của hơi nước bão hòa vào nhiệt độ (Hình 481), có thể thấy rằng độ tăng áp suất tương ứng với sự tăng của nhiệt độ bằng cách tăng theo nhiệt độ. Đây là sự khác biệt giữa hơi nước bão hòa và các chất khí, áp suất của hơi nước bão hòa khi được đốt nóng sẽ tăng như nhau ở cả nhiệt độ thấp và cao (bằng 1/273 áp suất lúc này). Sự khác biệt này sẽ trở nên khá dễ hiểu nếu chúng ta nhớ rằng khi các chất khí được đốt nóng ở một thể tích không đổi, chỉ có tốc độ của các phân tử thay đổi. Khi hệ thống lỏng-hơi bị đốt nóng, như chúng ta đã chỉ ra, không chỉ tốc độ của các phân tử thay đổi, mà còn thay đổi số lượng của chúng trên một đơn vị thể tích, nghĩa là ở nhiệt độ cao hơn, chúng ta có một hơi có tỷ trọng lớn hơn.

Hình 481. Sự phụ thuộc của áp suất hơi bão hòa của nước

293.1. Tại sao nhiệt kế khí (§ 235) chỉ cho kết quả đúng khi khí đã khô hoàn toàn?

293.2. Giả sử trong một bình kín, ngoài chất lỏng và hơi còn có không khí. Điều này sẽ ảnh hưởng như thế nào đến sự thay đổi áp suất khi nhiệt độ tăng?

293.3. Sự thay đổi áp suất hơi trong một bình kín khi nhiệt độ tăng được mô tả bằng đồ thị trong hình. 482. Có thể rút ra kết luận gì về các quá trình bay hơi bên trong bình?

Cơm. 482. Làm bài tập 293.3

« Vật lý - Lớp 10 "

Bạn nghĩ điều gì sẽ xảy ra đối với hơi nước bão hòa nếu thể tích của nó bị giảm đi: ví dụ, nếu bạn nén hơi ở trạng thái cân bằng với chất lỏng trong xi lanh dưới một pít tông, giữ cho nhiệt độ của chất chứa trong xi lanh không đổi?

Khi hơi bị nén, trạng thái cân bằng sẽ bắt đầu bị xáo trộn. Mật độ hơi ở thời điểm đầu tiên sẽ tăng lên một chút, và nhiều phân tử sẽ bắt đầu chuyển từ khí sang lỏng hơn là từ lỏng sang khí. Rốt cuộc, số lượng phân tử rời khỏi chất lỏng trong một đơn vị thời gian chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ, và độ nén của hơi không thay đổi con số này. Quá trình tiếp tục cho đến khi cân bằng động và mật độ hơi được thiết lập lại, và do đó nồng độ của các phân tử của nó sẽ không nhận các giá trị trước đó của chúng. Do đó,

nồng độ của các phân tử hơi bão hòa ở nhiệt độ không đổi không phụ thuộc vào thể tích của nó.

Vì áp suất tỷ lệ với nồng độ của các phân tử (p = nkT), nên từ định nghĩa này áp suất của hơi bão hòa không phụ thuộc vào thể tích mà nó chiếm.

áp suất pH n cặp, trong đó chất lỏng ở trạng thái cân bằng với hơi của nó, được gọi là áp suất hơi bão hòa.

Khi hơi bão hòa bị nén, ngày càng nhiều nó chuyển sang trạng thái lỏng. Chất lỏng có khối lượng cho trước chiếm thể tích nhỏ hơn chất hơi có cùng khối lượng. Kết quả là, thể tích của hơi ở một tỷ trọng không đổi giảm.

Định luật khí đối với hơi nước bão hòa là không công bằng (đối với bất kỳ thể tích nào ở nhiệt độ không đổi, áp suất của hơi nước bão hòa là như nhau). Đồng thời, trạng thái của hơi nước bão hòa được mô tả khá chính xác bởi phương trình Mendeleev-Clapeyron.

hơi nước không bão hòa

> Nếu hơi bị nén dần ở nhiệt độ không đổi và không xảy ra quá trình chuyển hóa thành chất lỏng thì hơi đó được gọi là không bão hòa.

Khi thể tích giảm (Hình 11.1), áp suất của hơi không bão hòa tăng (phần 1-2), giống như áp suất thay đổi khi thể tích của khí lý tưởng giảm. Ở một thể tích nhất định, hơi trở nên bão hòa, và khi bị nén thêm, nó chuyển thành chất lỏng (phần 2-3). Trong trường hợp này, hơi bão hòa sẽ ở trên chất lỏng.

Ngay sau khi tất cả hơi chuyển thành chất lỏng, thể tích giảm hơn nữa sẽ gây ra sự tăng mạnh áp suất (chất lỏng không thể nén được).

Tuy nhiên, hơi không chuyển thành lỏng ở bất kỳ nhiệt độ nào. Nếu nhiệt độ trên một giá trị nào đó, thì dù chúng ta nén khí bằng cách nào, nó cũng không bao giờ chuyển thành chất lỏng.

> Nhiệt độ tối đa mà ở đó hơi vẫn có thể chuyển thành lỏng được gọi là Nhiệt độ nguy hiểm.

Mỗi chất có nhiệt độ tới hạn riêng, đối với heli T cr = 4 K, đối với nitơ T cr = 126 K.

Trạng thái của vật chất ở nhiệt độ cao hơn nhiệt độ tới hạn được gọi là khí ga; ở nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ tới hạn, khi hơi có cơ hội chuyển thành chất lỏng, - chiếc phà.

Tính chất của hơi bão hòa và chưa bão hòa là khác nhau.

Sự phụ thuộc của áp suất hơi bão hòa vào nhiệt độ.

Trạng thái của hơi nước bão hòa, như kinh nghiệm cho thấy, được mô tả gần đúng bằng phương trình trạng thái của khí lý tưởng (10.4), và áp suất của nó được xác định theo công thức

r n. n = nkT. (11,1)

Khi nhiệt độ tăng, áp suất tăng

Do áp suất của hơi bão hòa không phụ thuộc vào thể tích nên chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ.

Tuy nhiên, sự phụ thuộc của pH áp suất. n ở nhiệt độ T, được tìm thấy bằng thực nghiệm, không tỷ lệ thuận với khí lý tưởng ở thể tích không đổi. Khi nhiệt độ tăng, áp suất của hơi nước bão hòa thực tăng nhanh hơn áp suất của khí lý tưởng (Hình 11.2, phần của đường cong AB). Điều này trở nên rõ ràng nếu chúng ta vẽ các đường đẳng của một khí lý tưởng qua các điểm A và B (các đường đứt nét). Tại sao chuyện này đang xảy ra?

Khi đun nóng chất lỏng trong bình kín, một phần chất lỏng chuyển thành hơi. Kết quả là, theo công thức (11.1), áp suất hơi bão hòa tăng không chỉ do sự tăng nhiệt độ của chất lỏng, mà còn do sự tăng nồng độ của các phân tử (mật độ) của hơi.

Về cơ bản, sự gia tăng áp suất với sự gia tăng nhiệt độ được xác định chính xác bởi sự gia tăng nồng độ. Sự khác biệt chính trong hoạt động của khí lý tưởng và hơi bão hòa là khi nhiệt độ của hơi trong bình kín thay đổi (hoặc khi thể tích thay đổi ở nhiệt độ không đổi), khối lượng của hơi thay đổi.

Tại sao lại có bảng áp suất hơi bão hòa so với nhiệt độ và không có bảng áp suất khí so với nhiệt độ?

Chất lỏng một phần biến thành hơi, hoặc ngược lại, hơi ngưng tụ một phần. Không có điều gì tương tự xảy ra với một khí lý tưởng.

Khi tất cả chất lỏng bay hơi, hơi, khi được gia nhiệt thêm, sẽ không còn bão hòa và áp suất của nó ở thể tích không đổi sẽ tăng tỷ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối (xem Hình 11.2, phần của đường cong BC).

Sôi.

Khi nhiệt độ của chất lỏng tăng, tốc độ bay hơi tăng. Cuối cùng, chất lỏng bắt đầu sôi. Khi sôi, các bong bóng hơi phát triển nhanh chóng hình thành trong toàn bộ thể tích của chất lỏng và nổi lên trên bề mặt.

Sôi- Đây là quá trình hóa hơi xảy ra trong toàn bộ thể tích của chất lỏng ở nhiệt độ sôi.

Sự sôi bắt đầu trong điều kiện nào?

Theo quan điểm của thuyết động học-phân tử thì nhiệt lượng cung cấp cho chất lỏng trong quá trình sôi như thế nào?

Nhiệt độ sôi của chất lỏng không đổi. Điều này là do tất cả năng lượng cung cấp cho chất lỏng được sử dụng để biến nó thành hơi.

Chất lỏng luôn chứa các khí hòa tan thoát ra ở đáy và thành bình cũng như trên các hạt bụi lơ lửng trong chất lỏng, là tâm của quá trình hóa hơi. Hơi lỏng bên trong bong bóng đã bão hòa. Khi nhiệt độ tăng, áp suất hơi tăng và các bong bóng tăng kích thước. Dưới tác dụng của lực nổi, chúng nổi lên. Nếu các lớp trên của chất lỏng có nhiệt độ thấp hơn, thì hơi ngưng tụ trong các lớp này trong các bong bóng. Áp suất giảm nhanh chóng và bong bóng xẹp xuống. Sự sụp đổ quá nhanh đến mức các bức tường của bong bóng va chạm, tạo ra thứ gì đó giống như một vụ nổ. Nhiều vụ nổ vi mô này tạo ra tiếng ồn đặc trưng. Khi chất lỏng ấm lên đủ, các bong bóng ngừng xẹp xuống và nổi lên bề mặt. Chất lỏng sẽ sôi.

Sự phụ thuộc của áp suất hơi bão hòa vào nhiệt độ giải thích tại sao điểm sôi của chất lỏng phụ thuộc vào áp suất trên bề mặt của nó. Bong bóng hơi có thể phát triển khi áp suất của hơi bão hòa bên trong nó vượt quá áp suất trong chất lỏng, bằng tổng áp suất không khí trên bề mặt chất lỏng (áp suất bên ngoài) và áp suất thủy tĩnh của cột chất lỏng.

Chúng ta hãy chú ý đến thực tế là sự bay hơi của chất lỏng cũng xảy ra ở nhiệt độ thấp hơn nhiệt độ sôi, nhưng chỉ xảy ra từ bề mặt của chất lỏng, còn khi sôi, sự hình thành hơi xảy ra trong toàn bộ thể tích của chất lỏng.

Sự sôi bắt đầu ở nhiệt độ tại đó áp suất hơi bão hòa trong bong bóng cân bằng và trở nên lớn hơn một chút so với áp suất trong chất lỏng.

Áp suất bên ngoài càng lớn thì nhiệt độ sôi càng cao.

Vì vậy, trong nồi hơi ở áp suất đạt 1,6 10 6 Pa, nước không sôi ngay cả ở nhiệt độ 200 ° C. Trong các cơ sở y tế trong các bình kín - nồi hấp (Hình 11.3), nước cũng sôi ở áp suất cao. Do đó, nhiệt độ sôi của chất lỏng cao hơn nhiều so với 100 ° C. Ví dụ, nồi hấp được sử dụng để khử trùng dụng cụ phẫu thuật, tăng tốc độ nấu (nồi áp suất), bảo quản thực phẩm và thực hiện các phản ứng hóa học.

Ngược lại, bằng cách giảm áp suất bên ngoài, do đó chúng ta hạ nhiệt độ sôi.

Bằng cách bơm không khí và hơi nước ra khỏi bình, bạn có thể làm cho nước sôi ở nhiệt độ phòng. Khi bạn leo núi, áp suất khí quyển giảm, do đó, nhiệt độ sôi giảm. Ở độ cao 7134 m (Đỉnh Lenin ở Pamirs), áp suất xấp xỉ 4 10 4 Pa ​​(300 mm Hg). Nước sôi ở đó khoảng 70 ° C. Không thể nấu chín thịt trong những điều kiện này.

Mỗi chất lỏng có nhiệt độ sôi riêng, nhiệt độ này phụ thuộc vào tính chất của chất lỏng. Ở cùng nhiệt độ, áp suất hơi bão hòa của các chất lỏng khác nhau là khác nhau.

Ví dụ, ở nhiệt độ 100 ° C, áp suất của hơi nước bão hòa là 101.325 Pa (760 mm Hg), và hơi thủy ngân chỉ là 117 Pa (0,88 mm Hg). Vì sự sôi xảy ra ở cùng nhiệt độ mà tại đó áp suất hơi bão hòa bằng áp suất bên ngoài, nước sôi ở 100 ° C, nhưng thủy ngân thì không. Thủy ngân sôi ở 357 ° C ở áp suất thường.

Sự phụ thuộc của áp suất hơi bão hòa vào nhiệt độ. Trạng thái của hơi bão hòa được mô tả gần đúng bằng phương trình trạng thái của khí lý tưởng (3.4) và áp suất của nó được xác định gần đúng bằng công thức

Khi nhiệt độ tăng, áp suất tăng. Vì áp suất hơi bão hòa không phụ thuộc vào thể tích, do đó nó chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ.

Tuy nhiên, sự phụ thuộc này được tìm thấy bằng thực nghiệm không tỷ lệ thuận, như trong khí lý tưởng ở thể tích không đổi. Khi nhiệt độ tăng, áp suất của hơi bão hòa tăng nhanh hơn áp suất của khí lý tưởng (Hình 52, phần của đường cong AB).

Điều này xảy ra vì lý do sau đây. Khi một chất lỏng được đun nóng với hơi nước trong một bình kín, một phần của chất lỏng biến thành hơi nước. Kết quả là, theo công thức (5.1), áp suất hơi tăng không chỉ do tăng nhiệt độ, mà còn do tăng nồng độ phân tử (mật độ) của hơi. Sự khác biệt chính trong hoạt động của khí lý tưởng và hơi bão hòa là khi nhiệt độ của hơi trong bình kín thay đổi (hoặc khi thể tích thay đổi ở nhiệt độ không đổi), khối lượng của hơi thay đổi. Chất lỏng một phần biến thành hơi hoặc ngược lại, hơi ngưng tụ một phần. Không có điều gì tương tự xảy ra với một khí lý tưởng.

Khi tất cả chất lỏng bay hơi, hơi, khi được gia nhiệt thêm, sẽ không còn bão hòa và áp suất của nó ở thể tích không đổi sẽ tăng tỷ lệ thuận với nhiệt độ tuyệt đối (phần BC trong Hình 52).

Sôi. Sự phụ thuộc của áp suất hơi bão hòa vào nhiệt độ giải thích tại sao nhiệt độ sôi của chất lỏng phụ thuộc vào áp suất. Khi sôi, các bong bóng hơi phát triển nhanh chóng hình thành trong suốt thể tích của chất lỏng và nổi lên bề mặt. Rõ ràng, bong bóng hơi có thể phát triển khi áp suất của hơi bão hòa bên trong nó vượt quá áp suất trong chất lỏng, bằng tổng áp suất không khí trên bề mặt chất lỏng (áp suất bên ngoài) và áp suất thủy tĩnh của cột chất lỏng. .

Sự sôi bắt đầu ở nhiệt độ tại đó áp suất hơi bão hòa trong bọt khí bằng áp suất trong chất lỏng.

Áp suất bên ngoài càng lớn thì nhiệt độ sôi càng cao. Do đó, ở áp suất trong nồi hơi đạt Pa, nước không sôi ngay cả ở nhiệt độ 200 ° C. Trong các cơ sở y tế, nước sôi trong các bình kín - nồi hấp (Hình 53) - cũng xảy ra ở áp suất cao. Do đó, nhiệt độ sôi cao hơn nhiều so với 100 ° C. Nồi hấp được sử dụng để tiệt trùng dụng cụ phẫu thuật, băng gạc, v.v.

Ngược lại, bằng cách giảm áp suất, do đó chúng ta hạ nhiệt độ sôi. Bằng cách bơm không khí và hơi nước ra khỏi bình, bạn có thể làm cho nước sôi ở nhiệt độ phòng (Hình 54). Khi bạn leo núi, áp suất khí quyển giảm. Do đó, nhiệt độ sôi giảm dần. Trên cao

7134 m (Đỉnh Lenin trong dãy Pamirs) áp suất xấp xỉ bằng Pa (300 mm Hg). Điểm sôi của nước ở đó là khoảng 70 ° C. Chẳng hạn, không thể nấu chín thịt trong những điều kiện này.

Sự khác biệt về điểm sôi của chất lỏng được xác định bởi sự khác biệt về áp suất của hơi bão hòa của chúng. Áp suất hơi bão hòa càng cao, nhiệt độ sôi của chất lỏng tương ứng càng thấp, vì ở nhiệt độ thấp hơn, áp suất hơi bão hòa sẽ bằng áp suất khí quyển. Ví dụ, ở 100 ° C, áp suất của hơi nước bão hòa là (760 mm Hg), và hơi thủy ngân chỉ là 117 Pa (0,88 mm Hg). Thủy ngân sôi ở 357 ° C ở áp suất thường.

Nhiệt độ nguy hiểm. Khi nhiệt độ tăng, đồng thời với sự tăng áp suất của hơi bão hòa, khối lượng riêng của nó cũng tăng lên. Khối lượng riêng của chất lỏng ở trạng thái cân bằng với hơi của nó, ngược lại, giảm do sự nở ra của chất lỏng khi bị đốt nóng. Nếu trong một hình, chúng ta vẽ các đường cong cho sự phụ thuộc của khối lượng riêng của một chất lỏng và hơi của nó vào nhiệt độ, thì đối với chất lỏng, đường cong sẽ đi xuống và đối với hơi nước, nó sẽ đi lên (Hình 55).

Ở một nhiệt độ nhất định, được gọi là nhiệt độ tới hạn, cả hai đường cong hợp nhất, tức là, khối lượng riêng của chất lỏng trở nên bằng khối lượng riêng của hơi.

Nhiệt độ tới hạn là nhiệt độ tại đó sự khác biệt về tính chất vật lý giữa chất lỏng và hơi bão hòa của nó biến mất.

Ở nhiệt độ tới hạn, khối lượng riêng (và áp suất) của hơi bão hòa trở nên cực đại, và khối lượng riêng của chất lỏng ở trạng thái cân bằng với hơi trở nên cực tiểu. Nhiệt dung riêng của hóa hơi giảm khi nhiệt độ tăng và bằng không ở nhiệt độ tới hạn.

Mỗi chất có nhiệt độ tới hạn riêng. Ví dụ, nhiệt độ tới hạn của nước, trong khi carbon monoxide lỏng (IV)

Vì hơi nước bão hòa là một trong những thành phần của hệ cân bằng nhiệt động học của một chất đồng nhất về thành phần nhưng khác nhau về phần pha, nên sự hiểu biết về ảnh hưởng của các yếu tố vật lý riêng lẻ đến độ lớn của áp suất mà nó tạo ra giúp bạn có thể sử dụng kiến ​​thức này trong các hoạt động thực tế, ví dụ, trong việc xác định tốc độ cháy của một số chất lỏng nhất định trong trường hợp hỏa hoạn, v.v.

Áp suất hơi bão hòa so với nhiệt độ

Áp suất hơi bão hòa càng lớn khi nhiệt độ càng tăng. Trong trường hợp này, sự thay đổi các giá trị không tỷ lệ thuận, nhưng xảy ra nhanh hơn nhiều. Điều này là do thực tế là với sự gia tăng nhiệt độ, chuyển động của các phân tử so với nhau sẽ tăng tốc và chúng dễ dàng vượt qua các lực hút lẫn nhau và chuyển sang một pha khác, tức là. số lượng phân tử ở trạng thái lỏng giảm, và ở trạng thái khí nó tăng lên cho đến khi toàn bộ chất lỏng chuyển thành hơi. Áp suất ngày càng tăng này làm cho nắp nồi nâng lên hoặc khi nước bắt đầu sôi.

Sự phụ thuộc của áp suất hơi bão hòa vào các yếu tố khác

Lượng áp suất hơi bão hòa cũng bị ảnh hưởng bởi số lượng phân tử đã chuyển sang trạng thái khí, vì số lượng của chúng xác định khối lượng của hơi tạo thành trong một bình kín. Giá trị này không phải là hằng số, vì với sự chênh lệch nhiệt độ giữa đáy bình và nắp đậy nó, hai quá trình trái ngược nhau liên tục xảy ra - hóa hơi và ngưng tụ.

Vì đối với mỗi chất ở một nhiệt độ nhất định có những chỉ thị về sự chuyển hóa của một số phân tử nhất định từ một pha của trạng thái vật chất sang pha khác, nên có thể thay đổi áp suất hơi bão hòa bằng cách thay đổi thể tích của bình. Vì vậy, cùng một thể tích nước, ví dụ 0,5 lít, sẽ tạo ra áp suất khác nhau trong một cái hộp 5 lít và một cái ấm.

Yếu tố quyết định để xác định giá trị tham chiếu của áp suất hơi bão hòa ở thể tích không đổi và nhiệt độ tăng dần là cấu trúc phân tử của bản thân chất lỏng, chất lỏng này bị nung nóng. Vì vậy, các chỉ số cho axeton, rượu và nước thông thường sẽ khác nhau đáng kể.

Để xem quá trình sôi của chất lỏng, không chỉ cần đưa áp suất hơi bão hòa đến các giới hạn nhất định, mà còn phải xác định tương quan giá trị này với áp suất khí quyển bên ngoài, vì quá trình sôi chỉ có thể thực hiện được khi áp suất bên ngoài cao hơn áp suất bên trong bình.

Trong bài học này, chúng ta sẽ phân tích các tính chất của một loại khí cụ thể - hơi nước bão hòa. Chúng ta sẽ xác định loại khí này, chỉ ra nó khác về cơ bản như thế nào so với các khí lý tưởng mà chúng ta đã xem xét trước đó, và cụ thể hơn, sự phụ thuộc của áp suất của khí bão hòa khác nhau như thế nào. Cũng trong bài học này, một quá trình như đun sôi sẽ được xem xét và mô tả.

Để hiểu sự khác nhau giữa hơi nước bão hòa và khí lý tưởng, bạn cần hình dung hai thí nghiệm.

Đầu tiên, hãy lấy một bình kín chứa nước và bắt đầu đun nóng nó. Khi nhiệt độ tăng, các phân tử chất lỏng sẽ có động năng tăng lên và số lượng phân tử có thể thoát ra khỏi chất lỏng ngày càng tăng (xem Hình 2), do đó, nồng độ hơi sẽ tăng và do đó, áp suất của nó. Vì vậy, vị trí đầu tiên:

Áp suất hơi bão hòa phụ thuộc vào nhiệt độ

Cơm. 2.

Tuy nhiên, điều khoản này khá được mong đợi và không thú vị như sau. Nếu bạn đặt một chất lỏng có hơi bão hòa của nó dưới một pít-tông chuyển động và bắt đầu hạ thấp pít-tông này, thì không nghi ngờ gì nữa, nồng độ hơi bão hoà sẽ tăng lên do thể tích giảm. Tuy nhiên, sau một thời gian, hơi sẽ chuyển cùng với chất lỏng đến trạng thái cân bằng động mới bằng cách ngưng tụ một lượng hơi dư, và cuối cùng áp suất sẽ không thay đổi. Vị trí thứ hai của lý thuyết về hơi nước bão hòa:

Áp suất hơi bão hòa không phụ thuộc vào thể tích

Bây giờ, cần lưu ý rằng áp suất hơi bão hòa, mặc dù nó phụ thuộc vào nhiệt độ, giống như một khí lý tưởng, nhưng bản chất của sự phụ thuộc này có phần khác nhau. Thực tế là, như chúng ta đã biết từ phương trình cơ bản của MKT, áp suất khí phụ thuộc vào cả nhiệt độ và nồng độ khí. Và do đó, áp suất của hơi bão hòa phụ thuộc vào nhiệt độ một cách không tuyến tính cho đến khi nồng độ hơi tăng lên, tức là cho đến khi tất cả chất lỏng bay hơi hết. Đồ thị dưới đây (Hình 3) cho thấy bản chất của sự phụ thuộc của áp suất hơi bão hòa vào nhiệt độ,

Cơm. 3

hơn nữa, sự chuyển đổi từ mặt cắt phi tuyến tính sang mặt cắt tuyến tính chỉ có nghĩa là điểm bốc hơi của toàn bộ chất lỏng. Vì áp suất của khí bão hòa chỉ phụ thuộc vào nhiệt độ, nên hoàn toàn có thể xác định rõ ràng áp suất hơi bão hòa sẽ là bao nhiêu ở một nhiệt độ nhất định. Các tỷ lệ này (cũng như các giá trị của khối lượng riêng của hơi nước bão hòa) được liệt kê trong một bảng đặc biệt.

Bây giờ chúng ta hãy chuyển sự chú ý của mình sang một quá trình vật lý quan trọng như đun sôi. Ở lớp tám, sự sôi đã được định nghĩa là một quá trình hóa hơi mạnh hơn quá trình bay hơi. Bây giờ chúng ta sẽ mở rộng khái niệm này phần nào.

Sự định nghĩa. Sôi- quá trình hóa hơi xảy ra trong toàn bộ thể tích của chất lỏng. Cơ chế sôi là gì? Thực tế là luôn có không khí hòa tan trong nước, và do nhiệt độ tăng, độ hòa tan của nó giảm, và các hạt nhỏ hình thành. Do đáy và thành bình không hoàn toàn nhẵn nên những bọt khí này bám vào những chỗ bất thường ở bên trong bình. Bây giờ phần nước-không khí không chỉ tồn tại ở bề mặt của nước, mà còn tồn tại bên trong thể tích của nước, và các phân tử nước bắt đầu đi vào các bong bóng. Do đó, hơi nước bão hòa xuất hiện bên trong các bong bóng. Hơn nữa, những bong bóng này bắt đầu nổi, tăng thể tích và lấy thêm nhiều phân tử nước vào chính chúng, và vỡ ra gần bề mặt, giải phóng hơi nước bão hòa vào môi trường (Hình 4).

Cơm. 4. Quá trình đun sôi ()

Điều kiện để hình thành và bay lên của các bong bóng này là bất đẳng thức sau: áp suất hơi bão hòa phải lớn hơn hoặc bằng áp suất khí quyển.

Như vậy, do áp suất của hơi bão hòa phụ thuộc vào nhiệt độ nên nhiệt độ sôi được xác định bởi áp suất của môi trường: càng thấp thì nhiệt độ sôi của chất lỏng càng giảm và ngược lại.

Trong bài tiếp theo, chúng ta sẽ bắt đầu xem xét các tính chất của vật cứng.

Thư mục

1. Myakishev G.Ya., Sinyakov A.Z. Vật lý phân tử. Nhiệt động lực học. - M.: Bustard, 2010.
2. Gendenstein L.E., Dick Yu.I. Vật lý lớp 10. - M.: Ileksa, 2005.
3. Kasyanov V.A. Vật lý lớp 10. - M.: Bustard, 2010.

1. Vật lý.ru ().
2. Chemport.ru ().
3. Narod.ru ().

Bài tập về nhà

1. Trang 74: Số 546-550. Vật lý học. Sổ nhiệm vụ. Lớp 10-11. Rymkevich A.P. - M.: Bustard, 2013. ()
2. Tại sao người leo núi không thể luộc trứng ở độ cao?
3. Một số cách bạn có thể làm mát trà nóng là gì? Biện minh cho chúng về mặt vật lý.
4. Tại sao phải giảm áp suất khí trên đầu đốt sau khi đun nước sôi?
5. * Làm thế nào có thể đun nóng nước trên một trăm độ C?