Evaporarea și condensare
Evaporarea - un fluid proces de conversie în abur.
Lichidul (sau solid) la orice temperatură, există un număr de molecule „rapid“, energia cinetică este mai mare decât energia potențială a interacțiunii lor cu alte particule de materie. În cazul în care astfel de molecule sunt aproape de suprafață, ele pot depăși atragerea altor molecule și zbura dincolo de lichid, care formează vapori de deasupra ei. Prin evaporarea solidelor este adesea menționată ca sublimare sau prin congelare.
Evaporarea are loc la orice temperatură la care substanța poate fi în stări lichide sau solide. Cu toate acestea, intensitatea evaporării depinde de temperatura. Pe măsură ce temperatura crește cantitatea de molecule „rapid“ este crescut și, prin urmare, crește rata de evaporare. Rata de evaporare depinde de zona liberă de suprafață lichidă pe tipul de substanță. De exemplu, apa se toarnă în vasul, apa se evaporă turnat rapid în vas. Alcoolul se evapora mai repede decât apa, etc.
condensare
Cantitatea de lichid într-un vas deschis scade continuu prin evaporare. Dar, într-un recipient închis ermetic nu. Acest lucru se explică prin faptul că, simultan cu evaporarea unui lichid (sau solid), procesul este inversat. Moleculele de vapori muta aleatoriu deasupra lichidului, astfel încât o parte din ele înapoi în lichid cade sub efectul moleculelor libere de suprafață de gravitație. Procesul de transformare tânăr în lichid se numește condensare. Procesul de transformare în cuplu solid, de obicei, numit cristalizare din vapori.
Odată ce vom toarnă lichidul în vas și se închide etanș, lichidul începe să se evapore, iar densitatea vaporilor deasupra suprafeței libere a lichidului va crește. Cu toate acestea, în același timp, va crește numărul de molecule, se întoarce înapoi la un lichid. Într-un recipient deschis situația este diferită: molecula din stânga lichidul nu poate merge înapoi într-un lichid. Într-un vas închis, cu trecerea timpului, o stare de echilibru: numărul de molecule care părăsesc suprafața lichidului devine egal cu numărul de molecule de vapori de care se întorc în lichid. O astfel de stare se numește o stare de echilibru dinamic (Figura 1). Într-o stare de echilibru dinamic între lichid și vapori și evaporarea simultană și condensare, iar echilibrul două procese reciproc.
Fig.1. Lichidul într-o stare de echilibru dinamic
Saturate și nesaturate perechi
abur saturat - abur se află în stare de echilibru dinamic cu lichid său.
Numele „saturat“, subliniază faptul că, în acest volum, la această temperatură nu poate fi mai mare de vapori. abur saturat având o densitate maximă la o temperatură dată și, prin urmare, are o presiune maximă pe peretele vasului.
abur Nesaturați - nu aburul atins starea de echilibru dinamic.
Diferite vapori de lichide de saturație are loc la diferite densități, din cauza diferenței în structura moleculară, adică forțe intermoleculare diferență. În lichide, molecule a căror interacțiune forțe sunt mari (de exemplu, mercur), o stare de echilibru dinamic se realizează la densități de vapori scăzute, deoarece numărul de molecule capabile să părăsească suprafața lichidului este mică. Dimpotrivă, fluidele volatile cu o mică forță de atracție a moleculelor la aceeași temperatură a lichidului emis cantitate semnificativă de molecule și vapori de saturație se realizează la o densitate ridicată. Exemple de astfel de lichide sunt etanol, eter și alții asemenea.
Deoarece intensitatea procesului de condensare este proporțională cu concentrația moleculelor de vapori, iar intensitatea evaporării depinde de temperatura și crește rapid cu creșterea sa, concentrația moleculelor de vapori saturați depinde numai de temperatura lichidului. Prin urmare, presiunea de vapori saturați depinde numai de temperatura și este independentă de volum. Mai mult, odată cu creșterea temperaturii, cantitatea de concentrația vaporilor saturați a moleculelor și deci densitatea și presiunea vaporilor de rapid. dependență specială și densitatea presiunii aburului saturat de temperatură variază pentru substanțe diferite și pot fi găsite din tabele de sus. Astfel, se pare că aburul saturat este în general bine descrisă de Clapeyron-Mendeleev. Cu toate acestea, în condiții de comprimare sau masa termică a modificărilor de vapori saturați.
perechi nesaturati cu o precizie suficientă se supune legii gazului ideal.
Exemple de rezolvare a problemelor
Într-un vas închis de 0,5 litri, la o temperatură cuprinsă în echilibru, vapori de apă, și o picătură de apă. Pentru determinarea masei de vapori de apă în vas.
Într-un vas de 1 litru, la o temperatură a apei sunt în echilibru, vapori de apă și azot. Volumul de apă lichidă este mult mai mic decât volumul vasului. Presiunea în vasul este de 300 kPa presiunea aerului de 100 kPa. Găsiți cantitatea totală de substanță în stare gazoasă. Care este presiunea parțială a azotului în sistem? Care este masa de vapori de apă? Care este masa de azot?
Ecuația ecuația Mendeleev-Clapeyron pentru amestec gazos abur + azot:
în cazul în care vom găsi cantitatea totală de substanță în stare gazoasă:
constanta universală a gazelor.
Traduceți unități în sistemul SI: volumul temperaturilor vasului de presiune vasului.
Conform legii lui Dalton, presiunea din vas este egală cu suma presiunilor parțiale ale vaporilor de apă și azot:
unde presiunea parțială de azot:
La o temperatură a presiunii de vapori egală cu presiunea atmosferică, cu toate acestea.
Ecuația Mendeleev - Clapeyron la vapori de apă:
în cazul în care masa de vapori de apă:
masa molara de vapori de apă.
În mod similar, găsim în greutate azot:
masa molara de azot.
Cantitatea totală de substanță în stare gazoasă 0,097 mol; presiunea parțială de azot de 200 kPa; greutate 0,58 g de vapori de apă; masa de azot de 1,8 g