Predtým, ako odpovieme na otázku položenú v názve článku, pochopíme, čo je to para. Obrázky, ktoré má väčšina ľudí s týmto slovom: varná kanvica alebo kanvica, parný kúpeľ, teplý nápoj a mnoho ďalších podobných obrázkov. Tak či onak, podľa našich predstáv nad kvapalinou stúpa tekutina a plynná látka. Ak budete požiadaní, aby ste uviedli príklad pary, okamžite si spomeniete na vodnú paru, pár alkoholu, éteru, benzínu, acetónu..
Existuje ďalšie slovo pre plynné stavy - plynový. Tu zvyčajne spomíname kyslík, vodík, dusík a ďalšie plyny, bez toho, aby sme ich spájali so zodpovedajúcimi tekutinami. Je dobre známe, že existujú v tekutom stave. Na prvý pohľad sú rozdiely v tom, že para zodpovedá prírodným kvapalinám a plyny musia byť špeciálne skvapalnené. To však nie je úplne pravda. Okrem toho obrázky vznikajúce z dvojíc slov nie sú parou. Ak chcete dať presnejšiu odpoveď, pozrime sa, ako vzniká para..
Aký je rozdiel medzi parou a plynom??
Agregovaný stav látky je určený teplotou, presnejšie, pomerom medzi energiou, s ktorou jej molekuly interagujú, a energiou ich tepelného chaotického pohybu. Približne môžeme predpokladať, že ak je interakčná energia oveľa väčšia, je to tuhá fáza, ak je energia tepelného pohybu oveľa vyššia, je plynná, ak sú porovnateľné energie, je kvapalná.
Molekula plynu
Ukazuje sa, že molekula by sa mohla oddeliť od kvapaliny a podieľať sa na tvorbe pary. Hodnota tepelnej energie by mala byť vyššia ako interakčná energia. Ako sa to môže stať? Priemerná rýchlosť tepelného pohybu molekúl sa rovná určitej hodnote v závislosti od teploty. Jednotlivé rýchlosti molekúl sú však rôzne: väčšina z nich má rýchlosti blízke priemernej hodnote, ale niektoré časti majú rýchlosti vyššie ako priemerné, iné menšie.
Rýchlejšie molekuly môžu mať tepelnú energiu väčšiu ako interakčná energia, čo znamená, že akonáhle sa dostanú na povrch kvapaliny, môžu sa od nej odtrhnúť a vytvárať pary. Tento spôsob odparovania sa nazýva vyparovanie. Z dôvodu rovnakého rozdelenia rýchlosti existuje opačný proces - kondenzácia: molekuly z pary prechádzajú do kvapaliny. Mimochodom, obrázky, ktoré sa zvyčajne vyskytujú pri pároch slov, nie sú páry, ale sú výsledkom opačného procesu - kondenzácie. Nevidíte paru.
vyparovanie
Para sa za určitých podmienok môže stať kvapalinou, ale jej teplota by nemala prekročiť určitú hodnotu. Táto hodnota sa nazýva kritická teplota. Para a plyn sú plynné stavy, ktoré sa líšia teplotou, pri ktorej existujú. Ak teplota neprekročí kritický plyn, ak je vyšší. Ak udržujete konštantnú teplotu a znižujete objem, skvapalnené pary, plyn nesteká.Čo je nasýtená a nenasýtená para
Slovo „nasýtené“ samo o sebe obsahuje určité informácie, je ťažké nasýtiť veľkú plochu priestoru. Aby ste získali nasýtenú paru, potrebujete obmedzte priestor, v ktorom je tekutina umiestnená. Teplota by pre túto látku mala byť nižšia ako kritická. Teraz odparené molekuly zostávajú v priestore, kde je kvapalina. Najprv bude väčšina molekulárnych prechodov prebiehať z kvapaliny so zvyšujúcou sa hustotou pár. To zase spôsobí väčší počet reverzných prechodov molekúl na kvapalinu, čo zvýši rýchlosť kondenzačného procesu.
Nakoniec sa vytvorí stav, v ktorom bude priemerný počet molekúl prechádzajúcich z jednej fázy do druhej rovnaký. Tento stav sa nazýva dynamická rovnováha. Tento stav sa vyznačuje rovnakou zmenou veľkosti a smeru rýchlosti odparovania a kondenzácie. Tento stav zodpovedá nasýtenému páru. Ak sa nedosiahne stav dynamickej rovnováhy, zodpovedá to nenasýtenému páru.
Začnú študovať objekt, vždy s jeho najjednoduchším modelom. V teórii molekulárnej kinetiky je to ideálny plyn. Hlavnými zjednodušeniami sú zanedbávanie vnútorného objemu molekúl a energie ich interakcie. Ukazuje sa, že takýto model celkom uspokojivo opisuje nenasýtenú paru. Okrem toho, čím menej je nasýtené, tým legitímnejšie je jeho použitie. Ideálny plyn je plyn, nemôže sa stať parou ani kvapalinou. Preto pre nasýtenú paru takýto model nie je vhodný.
Hlavné rozdiely medzi nasýtenou parou a nenasýtenou
- Nasýtené znamená, že tento objekt má najväčšiu možnú hodnotu niektorých parametrov. Je to pre pár hustota a tlak. Tieto parametre pre nenasýtenú paru majú nižšie hodnoty. Čím ďalej je para z nasýtenia, tým menšie sú tieto množstvá. Jedno objasnenie: referenčná teplota musí byť konštantná.
- Pre nenasýtenú paru Boyle-Marriott Act: ak je teplota a hmotnosť plynu konštantná, zvýšenie alebo zníženie objemu spôsobí zníženie alebo zvýšenie tlaku o rovnaké množstvo, tlak a objem sú nepriamo úmerné. Z maximálnej hustoty a tlaku pri konštantnej teplote, ich nezávislosti od objemu nasýtenej pary, vyplýva, že pre nasýtenú paru sú tlak a objem navzájom nezávislé..
- Pre nenasýtenú paru hustota nezávislá od teploty, a ak je objem zachovaný, hodnota hustoty sa nemení. V prípade nasýtenej pary sa pri zachovaní objemu hustota zmení, ak sa teplota zmení. Závislosť je v tomto prípade priama. Ak sa teplota zvýši, hustota sa zvýši, ak sa teplota zníži, hustota sa tiež zmení..
- Ak je objem konštantný, nenasýtená para sa správa podľa Charlesovho zákona: keď teplota stúpa, tlak stúpa. Taký vzťah sa nazýva lineárny. Pri nasýtenej pare so zvyšujúcou sa teplotou stúpa tlak rýchlejšie ako pri nenasýtenej pare. Závislosť je exponenciálna.
V súhrne môžeme konštatovať významné rozdiely vo vlastnostiach porovnávaných objektov. Hlavný rozdiel spočíva v tom, že para v stave nasýtenia nie je možné považovať za izolovanú od jej kvapaliny. Ide o dvojzložkový systém, na ktorý sa nemôže uplatňovať väčšina zákonov o plyne..
