Temperaturens afhængighed af det mættede damptryk. Kogning – Videnshypermarked

Da størrelsen af ​​det mættede damptryk afhænger af lufttemperaturen, kan luften, når temperaturen stiger, optage mere vanddamp, og mætningstrykket stiger. Stigningen i mætningstrykket sker ikke lineært, men langs en skrå kurve. Dette faktum er så vigtigt for konstruktionsfysikken, at det ikke bør overses. For eksempel, ved en temperatur på 0 °C (273,16 K), er det mættede damptryk ps 610,5 Pa (Pascal), ved +10 °C (283,16 K) viser det sig at være lig med 1228,1 Pa, ved +20 ° C (293,16 K) 2337,1 Pa, og ved +30 °C (303,16 K) er det lig med 4241,0 Pa. Følgelig vil det mættede damptryk ca. fordobles med en temperaturstigning på 10 °C (10 K).

Afhængigheden af ​​vanddampens partialtryk af temperaturændringer er vist i fig. 3.

ABSOLUT LUFTFUGTIGHED f

Vanddampdensitet, dvs. dens indhold i luften kaldes absolut luftfugtighed og måles i g/m.

Den maksimale densitet af vanddamp, der er mulig ved en bestemt lufttemperatur, kaldes mættet damptæthed, som igen skaber mætningstryk. Tætheden af ​​mættet damp fsat og dens tryk psas stiger med stigende lufttemperatur. Dens stigning er også krumlinjet, men forløbet af denne kurve er ikke så stejlt som forløbet af pnas-kurven. Begge kurver afhænger af værdien 273,16/Tfact[K]. Derfor, hvis pnas/fnas-forholdet er kendt, kan de kontrolleres mod hinanden.

Luftens absolutte fugtighed i et lufttæt lukket rum afhænger ikke af temperaturen

temperatur, indtil densiteten af ​​mættet damp er opnået. Afhængigheden af ​​absolut luftfugtighed af dens temperatur er vist i fig. 4.

RELATIV LUFTFUGTIGHED

Forholdet mellem den faktiske tæthed af vanddamp og densiteten af ​​mættet damp eller forholdet mellem absolut luftfugtighed og den maksimale luftfugtighed ved en bestemt temperatur kaldes relativ luftfugtighed. Det er udtrykt i procent.

Når temperaturen i et lufttæt lukket rum falder, vil luftens relative fugtighed stige, indtil værdien af ​​ϕ bliver lig med 100% og derved opnås den mættede damptæthed. Under yderligere afkøling kondenserer den tilsvarende overskydende mængde vanddamp.

Når temperaturen i et lukket rum stiger, falder den relative luftfugtighed. Ris. 5 illustrerer den relative luftfugtigheds afhængighed af temperaturen. Relativ luftfugtighed måles ved hjælp af et hygroemter eller psykrometer. Det meget pålidelige Assmann aspirationspsykrometer måler temperaturforskellen mellem to præcise termometre, hvoraf det ene er pakket ind i fugtig gaze. Afkølingen på grund af vandfordampning er større, jo tørrere den omgivende luft er. Ud fra forholdet mellem temperaturforskellen og den faktiske lufttemperatur kan den omgivende lufts relative fugtighed bestemmes.

I stedet for et tyndt hår-hygrometer, som nogle gange bruges i situationer med høj luftfugtighed, bruges en lithiumchlorid-målesonde. Han suttede

Den er lavet af en metalmuffe med en glasfiberskal, en separat vikling af varmetråd og et modstandstermometer. Stofskallen er fyldt med en vandig lithiumchloridopløsning og er under påvirkning af vekselspænding mellem begge viklinger. Vandet fordamper, saltet krystalliserer og modstanden øges markant. Som følge heraf balanceres indholdet af vanddamp i den omgivende luft og varmeeffekten. Ud fra temperaturforskellen mellem den omgivende luft og det indbyggede termometer bestemmes luftens relative fugtighed ved hjælp af et særligt målekredsløb.

Målesonden reagerer på luftfugtighedens påvirkning af den hygroskopiske fiber, som er lavet således, at der løber en tilstrækkelig strøm mellem de to elektroder. Sidstnævnte stiger i takt med at den relative luftfugtighed stiger, afhængigt af lufttemperaturen til en vis grad.

En kapacitansmålesonde er en kondensator med en perforeret plade udstyret med et hygroskopisk dielektrikum, hvis kapacitans ændres med ændringer i relativ fugtighed samt omgivende lufttemperatur. Målesonden kan bruges som en integreret del af det såkaldte RC-element i multivibartor-kredsløbet. I dette tilfælde konverteres luftfugtighed til en bestemt frekvens, som kan have høje værdier. På denne måde opnår enheden ekstrem høj følsomhed, som gør det muligt at registrere minimale ændringer i luftfugtighed.

DELTRYK AF VANDAMP s

I modsætning til det mættede damptryk рсас, som betegner det maksimale partialtryk af vanddamp i luft ved en bestemt temperatur, betyder begrebet vanddamps partialtryk р trykket af damp, som er i umættet tilstand, derfor i hver I tilfælde af at dette tryk skal være mindre end rnas.

Når indholdet af vanddamp i tør luft stiger, nærmer p-værdien sig den tilsvarende psa-værdi. Samtidig forbliver det atmosfæriske tryk Ptot konstant. Da partialtrykket af vanddamp p kun er en del af det samlede tryk af alle komponenter i blandingen, kan dets værdi ikke bestemmes ved direkte måling. Tværtimod kan damptrykket bestemmes, hvis der først skabes et vakuum i beholderen, og derefter indføres vand i det. Størrelsen af ​​stigningen i tryk på grund af fordampning svarer til værdien af ​​psa, som er relateret til temperaturen i rummet mættet med damp.

Givet den kendte ps kan p indirekte måles som følger. Beholderen indeholder en blanding af luft og vanddamp af oprindeligt ukendt sammensætning. Tryk inde i beholderen Ptotal = pв + p, dvs. atmosfærisk tryk af den omgivende luft. Hvis man nu låser karret og tilfører en vis mængde vand i det, vil trykket inde i karret stige. Efter mætning af vanddamp vil det være pv + rns. Trykforskellen rnac - p, etableret ved hjælp af et mikrometer, trækkes fra den allerede kendte værdi af mættet damptryk, som svarer til temperaturen i beholderen. Resultatet vil svare til partialtrykket p af den originale beholder, dvs. omgivende luft.

Det er lettere at beregne partialtrykket p ved hjælp af dataene fra tabellerne over mættet damptryk pnas for et bestemt temperaturniveau. Værdien af ​​p/рsat-forholdet svarer til værdien af ​​forholdet mellem vanddampdensiteten f og den mættede damptæthed fsat, som er lig med den relative fugtighedsværdi

luftkvalitet Dermed får vi ligningen

nie p =rnas.

Som følge heraf er det med kendt lufttemperatur og mætningstryk psat muligt hurtigt og klart at bestemme værdien af ​​partialtrykket p. For eksempel er den relative luftfugtighed 60%, og lufttemperaturen er 10°C. Da det mættede damptryk psat = 1228,1 Pa ved denne temperatur, vil partialtrykket p være lig med 736,9 Pa (figur 6).

VANDAMP DUGPUNKT t

Vanddampen i luften er normalt i en umættet tilstand og har derfor et vist partialtryk og en vis relativ luftfugtighed.<р < 100%.

Hvis luften er i direkte kontakt med faste materialer, hvis overfladetemperatur er lavere end dens temperatur, så afkøles luften i grænselaget med en tilsvarende temperaturforskel, og dens relative fugtighed stiger, indtil dens værdi når 100 %, dvs. mættet damptæthed. Selv med ubetydelig yderligere afkøling begynder vanddamp at kondensere på overfladen af ​​det faste materiale. Dette vil ske, indtil en ny ligevægtstilstand for materialets overfladetemperatur og den mættede damptæthed er etableret. På grund af høj densitet synker afkølet luft og varmere luft stiger. Mængden af ​​kondensat vil stige, indtil der er etableret ligevægt, og kondensationsprocessen stopper.

Kondensationsprocessen er forbundet med frigivelse af varme, hvis mængde svarer til temperaturen for fordampning af vand. Dette fører til en stigning i overfladetemperaturen af ​​faste stoffer.

Dugpunktet t er overfladens temperatur, i nærheden af ​​hvilken damptætheden bliver lig med densiteten af ​​mættet damp, dvs. relativ luftfugtighed når 100%. Kondensering af vanddamp begynder umiddelbart efter, at dens temperatur falder til under dugpunktet.

Hvis lufttemperaturen hv og relativ luftfugtighed er kendt, kan ligningen p(vv) = psat(t) = psat konstrueres. For at beregne den nødvendige pH-værdi, brug tabellen over mættede damptryk.

Lad os overveje et eksempel på en sådan beregning (fig. 7). Lufttemperatur hv = 10°C, relativ luftfugtighed = 60%, psat (+10°C) = 1228,1 P rsas (t) = = 0 6 x 1228,1 Pa = 736,9 Pa, dugpunkt = + 2,6°C (tabel) .

Dugpunktet kan bestemmes grafisk ved hjælp af en mætningstrykkurve Dugpunktet kan kun beregnes, når dens relative fugtighed udover lufttemperaturen også er kendt. I stedet for beregning kan du bruge måling. Hvis du langsomt afkøler den polerede overflade på en plade (eller membran), lavet af et varmeledende materiale, indtil der begynder at dannes kondens på den, og derefter måler temperaturen på denne overflade, kan du direkte finde dugpunktet for den omgivende overflade. luft Anvendelse Denne metode kræver ikke kendskab til luftens relative luftfugtighed, selvom man derudover kan beregne værdien ud fra lufttemperaturen og dugpunktet

Driften af ​​hygrometeret til bestemmelse af dugpunktet for Daniel og Reinolt, som blev udviklet i første halvdel af det 19. århundrede, er baseret på dette princip. For nylig er det takket være brugen af ​​elektronik blevet så forbedret, at det gør det muligt at bestemme dugpunktet med meget høj nøjagtighed. Et normalt hygrometer kan således kalibreres i overensstemmelse hermed og overvåges ved hjælp af et hygrometer designet til at bestemme dugpunktet.

« Fysik - 10. klasse"

Hvad tror du, der vil ske med mættet damp, hvis det volumen, den optager, reduceres: for eksempel hvis damp i ligevægt med væske i en cylinder under et stempel komprimeres, så temperaturen i cylinderens indhold holdes konstant?

Når dampen er komprimeret, vil ligevægten begynde at blive forstyrret. I det første øjeblik vil damptætheden stige lidt, og et større antal molekyler vil begynde at bevæge sig fra gas til væske end fra væske til gas. Når alt kommer til alt, afhænger antallet af molekyler, der forlader væsken pr. tidsenhed, kun af temperaturen, og komprimering af dampen ændrer ikke dette tal. Processen fortsætter, indtil dynamisk ligevægt og damptæthed igen er etableret, og derfor antager koncentrationen af ​​dets molekyler sine tidligere værdier. Derfor,

koncentrationen af ​​mættede dampmolekyler ved en konstant temperatur afhænger ikke af dens volumen.

Da trykket er proportionalt med koncentrationen af ​​molekyler (p = nkT), følger det af denne definition, at trykket af mættet damp ikke afhænger af det volumen, det optager.

pH-tryk n damp, hvor væsken er i ligevægt med sin damp, kaldes mættet damptryk.

Når mættet damp komprimeres, bliver mere og mere af det til en flydende tilstand. En væske med en given masse fylder mindre end damp af samme masse. Som et resultat falder volumen af ​​damp, mens dens tæthed forbliver uændret.

Gaslovene for mættet damp er ikke gyldige (for ethvert volumen ved en konstant temperatur er trykket af mættet damp det samme). Samtidig er tilstanden af ​​mættet damp ret præcist beskrevet af Mendeleev-Clapeyron-ligningen.

Umættet damp

>Hvis damp gradvist komprimeres ved en konstant temperatur, men ikke bliver til væske, så kaldes en sådan damp umættet.

Når volumenet falder (fig. 11.1), stiger trykket af umættet damp (afsnit 1-2) på samme måde som trykket ændres, når volumenet af en ideel gas falder. Ved et vist volumen bliver dampen mættet, og ved yderligere kompression bliver den til væske (afsnit 2-3). I dette tilfælde vil der allerede være mættet damp over væsken.

Så snart al dampen bliver til væske, vil et yderligere fald i volumen forårsage en kraftig stigning i trykket (væsken er let komprimerbar).

Damp bliver dog ikke til væske ved nogen temperatur. Hvis temperaturen er over en vis værdi, så bliver den aldrig til væske, uanset hvor meget vi komprimerer gassen.

>Den maksimale temperatur, ved hvilken damp stadig kan blive til væske, kaldes kritisk temperatur.

Hvert stof har sin egen kritiske temperatur, for helium T cr = 4 K, for nitrogen T cr = 126 K.

Stoffets tilstand ved en temperatur over den kritiske temperatur kaldes gas; ved en temperatur under kritisk, når damp har mulighed for at blive til væske, - færge.

Egenskaberne for mættet og umættet damp er forskellige.

Temperaturens afhængighed af det mættede damptryk.

Tilstanden af ​​mættet damp er, som erfaring viser, tilnærmelsesvis beskrevet af tilstandsligningen for en ideel gas (10.4), og dens tryk bestemmes af formlen

Rn. n = nkT. (11.1)

Når temperaturen stiger, stiger trykket

Da det mættede damptryk ikke afhænger af volumen, afhænger det derfor kun af temperaturen.

Men afhængigheden af ​​pH-trykket. n på temperatur T, fundet eksperimentelt, er ikke direkte proportional, som i en ideel gas ved konstant volumen. Med stigende temperatur stiger trykket af virkelig mættet damp hurtigere end trykket af en ideel gas (fig. 11.2, udsnit af AB-kurven). Dette bliver tydeligt, hvis vi tegner isochorer af en ideel gas gennem punkt A og B (stiplede linjer). Hvorfor sker dette?

Når en væske opvarmes i en lukket beholder, bliver noget af væsken til damp. Som følge heraf stiger trykket af mættet damp ifølge formel (11.1) ikke kun på grund af en stigning i væskens temperatur, men også på grund af en stigning i koncentrationen af ​​molekyler (densitet) af dampen.

Grundlæggende bestemmes stigningen i tryk med stigende temperatur præcist af stigningen i koncentrationen. Den største forskel i opførselen af ​​en ideel gas og mættet damp er, at når temperaturen på dampen i en lukket beholder ændres (eller når volumenet ændres ved en konstant temperatur), ændres dampens masse.

Hvorfor er der udarbejdet tabeller for afhængigheden af ​​det mættede damptryk af temperaturen, men der er ingen tabeller for gastrykkets afhængighed af temperaturen?

Væsken bliver delvist til damp, eller tværtimod kondenserer dampen delvist. Intet som dette sker med en ideel gas.

Når al væsken er fordampet, vil dampen holde op med at være mættet ved yderligere opvarmning, og dens tryk ved et konstant volumen vil stige i direkte forhold til den absolutte temperatur (se fig. 11.2, udsnit af BC-kurven).

Kogende.

Når væskens temperatur stiger, stiger fordampningshastigheden. Til sidst begynder væsken at koge. Ved kogning dannes der hurtigt voksende dampbobler i hele væskens volumen, som flyder til overfladen.

Kogende er en fordampningsproces, der finder sted gennem hele væskevolumenet ved kogepunktet.

Under hvilke forhold begynder kogningen?

Hvad er den varme, der tilføres væsken under kogning, brugt på set ud fra en molekylær kinetisk teori?

Væskens kogepunkt forbliver konstant. Dette sker, fordi al den energi, der tilføres væsken, bruges på at omdanne den til damp.

En væske indeholder altid opløste gasser, frigivet i bunden og væggene af beholderen, samt på støvpartikler suspenderet i væsken, som er fordampningscentre. Væskedampene inde i boblerne er mættede. Når temperaturen stiger, stiger det mættede damptryk, og boblerne øges i størrelse. Under påvirkning af flydende kraft flyder de opad. Hvis de øverste lag af væsken har en lavere temperatur, så sker der dampkondensation i bobler i disse lag. Trykket falder hurtigt, og boblerne kollapser. Sammenbruddet sker så hurtigt, at boblens vægge støder sammen og producerer noget, der ligner en eksplosion. Mange sådanne mikroeksplosioner skaber en karakteristisk støj. Når væsken varmer nok op, vil boblerne holde op med at kollapse og flyde op til overfladen. Væsken vil koge.

Det mættede damptryks afhængighed af temperaturen forklarer, hvorfor en væskes kogepunkt afhænger af trykket på dens overflade. En dampboble kan vokse, når trykket af den mættede damp inde i den lidt overstiger trykket i væsken, som er summen af ​​lufttrykket på væskens overflade (ydre tryk) og væskesøjlens hydrostatiske tryk.

Lad os være opmærksomme på, at fordampning af væske sker ved temperaturer under kogepunktet, men kun fra væskens overflade; under kogning sker der dampdannelse i hele væskens volumen.

Kogning begynder ved den temperatur, hvor det mættede damptryk i boblerne er lig med og bliver lidt større end trykket i væsken.

Jo større ydre tryk, jo højere kogepunkt.

I en dampkedel ved et tryk, der når 1,6 10 6 Pa, koger vand således ikke selv ved en temperatur på 200 ° C. I medicinske institutioner, i hermetisk lukkede kar - autoklaver (fig. 11.3), forekommer vandkogning også ved forhøjet tryk. Derfor er væskens kogepunkt væsentligt højere end 100 °C. Autoklaver bruges for eksempel til at sterilisere kirurgiske instrumenter, fremskynde madtilberedning (trykkoger), konservere mad og udføre kemiske reaktioner.

Og omvendt, ved at reducere det ydre tryk, sænker vi derved kogepunktet.

Ved at pumpe luft og vanddamp ud af kolben kan du få vandet til at koge ved stuetemperatur. Når man stiger op i bjerge, falder det atmosfæriske tryk, derfor falder kogepunktet. I en højde af 7134 m (Lenin-toppen i Pamirs) er trykket cirka 4 10 4 Pa ​​(300 mm Hg). Vand koger der ved omkring 70 °C. Det er umuligt at tilberede kød under disse forhold.

Hver væske har sit eget kogepunkt, som afhænger af væskens egenskaber. Ved samme temperatur er det mættede damptryk af forskellige væsker forskelligt.

For eksempel ved en temperatur på 100 °C er trykket af mættet vanddamp 101.325 Pa (760 mm Hg), og kviksølvdamp er kun 117 Pa (0,88 mm Hg). Da kogning sker ved samme temperatur, hvor det mættede damptryk er lig med ydre tryk, koger vand ved 100 °C, men kviksølv gør det ikke. Kviksølv koger ved en temperatur på 357 °C ved normalt tryk.

Temperaturens afhængighed af det mættede damptryk. Tilstanden af ​​mættet damp er tilnærmelsesvis beskrevet ved tilstandsligningen for en ideel gas (3.4), og dens tryk er tilnærmelsesvis bestemt af formlen

Når temperaturen stiger, stiger trykket. Da det mættede damptryk ikke afhænger af volumen, afhænger det derfor kun af temperaturen.

Denne afhængighed, fundet eksperimentelt, er imidlertid ikke direkte proportional, som for en ideel gas ved konstant volumen. Med stigende temperatur stiger trykket af mættet damp hurtigere end trykket af en ideel gas (fig. 52, udsnit af AB-kurven).

Dette sker af følgende årsag. Når en væske opvarmes med damp i en lukket beholder, bliver en del af væsken til damp. Som følge heraf stiger damptrykket ifølge formel (5.1) ikke kun på grund af en stigning i temperaturen, men også på grund af en stigning i koncentrationen af ​​molekyler (densitet) af dampen. Den største forskel i opførselen af ​​en ideel gas og mættet damp er, at når temperaturen på dampen i en lukket beholder ændres (eller når volumen ændres ved en konstant temperatur), ændres dampens masse. Væsken bliver delvist til damp eller omvendt kondenserer dampen delvist. Intet som dette sker med en ideel gas.

Når al væsken er fordampet, vil dampen ophøre med at være mættet ved yderligere opvarmning, og dens tryk ved et konstant volumen vil stige i direkte forhold til den absolutte temperatur (afsnit BC i figur 52).

Kogende. Det mættede damptryks afhængighed af temperaturen forklarer, hvorfor en væskes kogepunkt afhænger af trykket. Ved kogning dannes der hurtigt voksende dampbobler i hele væskens volumen, som flyder til overfladen. Det er klart, at en dampboble kan vokse, når trykket af den mættede damp inde i den lidt overstiger trykket i væsken, som er summen af ​​lufttrykket på væskens overflade (ydre tryk) og det hydrostatiske tryk i væskesøjlen .

Kogning begynder ved den temperatur, hvor det mættede damptryk i boblerne er lig med trykket i væsken.

Jo større ydre tryk, jo højere kogepunkt. Ved et tryk i en dampkedel, der når Pa, koger vand således ikke selv ved en temperatur på 200°C. I medicinske institutioner sker kogning af vand i hermetisk lukkede kar - autoklaver (Fig. 53) - også ved forhøjet tryk. Derfor er kogepunktet væsentligt højere end 100°C. Autoklaver bruges til at sterilisere kirurgiske instrumenter, forbindinger mv.

Tværtimod ved at reducere trykket sænker vi derved kogepunktet. Ved at pumpe luft og vanddamp ud af kolben kan man få vandet til at koge ved stuetemperatur (fig. 54). Når du bestiger bjerge, falder det atmosfæriske tryk. Derfor falder kogepunktet. På høje

7134 m (Lenin Peak in the Pamirs) er trykket omtrent lig med Pa (300 mm Hg). Vandets kogepunkt der er cirka 70 °C. Det er umuligt at tilberede kød, for eksempel under disse forhold.

Forskellen i væskers kogepunkter bestemmes af forskellen i deres mættede damptryk. Jo højere det mættede damptryk er, jo lavere er kogepunktet for den tilsvarende væske, da det mættede damptryk ved lavere temperaturer bliver lig med atmosfærisk tryk. For eksempel ved 100 °C er trykket af mættet vanddamp lig med (760 mm Hg), og kviksølvdamp er kun 117 Pa (0,88 mm Hg). Kviksølv koger ved 357 °C ved normalt tryk.

Kritisk temperatur. Når temperaturen stiger, samtidig med stigningen i trykket af den mættede damp, øges dens massefylde også. Tætheden af ​​en væske i ligevægt med dens damp falder tværtimod på grund af udvidelsen af ​​væsken, når den opvarmes. Hvis vi i en figur tegner kurver for afhængigheden af ​​densiteten af ​​en væske og dens damp af temperaturen, så vil kurven for væsken gå ned, og for dampen vil den gå op (fig. 55).

Ved en bestemt temperatur, kaldet kritisk, smelter begge kurver sammen, dvs. væskens densitet bliver lig med dampens densitet.

Den kritiske temperatur er den temperatur, hvor forskellene i fysiske egenskaber mellem væsken og dens mættede damp forsvinder.

Ved den kritiske temperatur bliver densiteten (og trykket) af den mættede damp maksimal, og densiteten af ​​væsken i ligevægt med dampen bliver minimum. Den specifikke fordampningsvarme falder med stigende temperatur og bliver nul ved den kritiske temperatur.

Hvert stof er karakteriseret ved sin egen kritiske temperatur. For eksempel den kritiske temperatur af vand og flydende kulilte (IV)

Da mættet damp er en af ​​komponenterne i et termodynamisk ligevægtssystem af et stof, der er homogent i sammensætning, men forskelligt i fasefraktioner, gør forståelsen af ​​individuelle fysiske faktorers indflydelse på mængden af ​​tryk, det skaber, det muligt at bruge denne viden i praktiske aktiviteter, for eksempel ved bestemmelse af udbrændingsraten for visse væsker i tilfælde af brand mv.

Temperaturens afhængighed af det mættede damptryk

Det mættede damptryk bliver højere, når temperaturen stiger. I dette tilfælde er ændringen i værdier ikke direkte proportional, men sker meget hurtigere. Dette skyldes det faktum, at med stigende temperatur accelererer molekylernes bevægelse i forhold til hinanden, og det er lettere for dem at overvinde kræfterne til gensidig tiltrækning og bevæge sig ind i en anden fase, dvs. antallet af molekyler i flydende tilstand falder, og i gasform stiger det, indtil al væsken bliver til damp. Dette stigende tryk får låget til at hæve i gryden, eller når vandet begynder at koge.

Afhængighed af mættet damptryk af andre faktorer

Mængden af ​​mættet damptryk påvirkes også af antallet af molekyler, der er gået over i gasform, da deres antal bestemmer massen af ​​dampen dannet i en lukket beholder. Denne værdi er ikke konstant, da med en forskel i temperatur mellem bunden af ​​beholderen og låget, der dækker den, opstår der konstant to indbyrdes modsatte processer - fordampning og kondensation.

Da der for hvert stof ved en bestemt temperatur er kendte indikatorer for overgangen af ​​et bestemt antal molekyler fra en fase af stoffets tilstand til en anden, er det muligt at ændre værdien af ​​det mættede damptryk ved at ændre volumenet af stoffet. beholder. Så den samme mængde vand, for eksempel 0,5 liter, vil skabe forskellige tryk i en fem-liters beholder og en kedel.

Den afgørende faktor for at bestemme referenceværdien for mættet damptryk ved et konstant volumen og en gradvis stigning i temperaturen er molekylstrukturen af ​​selve væsken, der opvarmes. Således vil indikatorerne for acetone, alkohol og almindeligt vand adskille sig væsentligt fra hinanden.

For at se processen med at koge en væske er det nødvendigt ikke kun at bringe det mættede damptryk til visse grænser, men også at korrelere denne værdi med eksternt atmosfærisk tryk, da kogningsprocessen kun er mulig, når trykket udenfor er højere end trykket inde i beholderen.

Hidtil har vi overvejet fænomenerne fordampning og kondensation ved konstant temperatur. Lad os nu tage et kig på effekten af ​​temperatur. Det er let at se, at temperaturens indflydelse er meget stærk. På en varm dag eller i nærheden af ​​et komfur tørrer alt meget hurtigere end i kulden. Det betyder, at fordampningen af ​​en varm væske er mere intens end for en kold væske. Dette er nemt at forklare. I en varm væske har flere molekyler hastighed nok til at overvinde sammenhængskræfterne og undslippe væsken. Derfor, når temperaturen stiger, sammen med stigningen i væskens fordampningshastighed, stiger det mættede damptryk også.

En stigning i damptrykket kan let påvises ved hjælp af apparatet beskrevet i § 291. Lad os sænke kolben med æter ned i varmt vand. Vi vil se, at trykmåleren vil vise en kraftig stigning i trykket. Efter at have sænket den samme kolbe i koldt vand, eller endnu bedre, i en blanding af sne og salt (§ 275), vil vi tværtimod bemærke et fald i trykket.

Så det mættede damptryk afhænger stærkt af temperaturen. I tabel Figur 18 viser de mættede damptryk for vand og kviksølv ved forskellige temperaturer. Lad os være opmærksomme på det ubetydelige damptryk af kviksølv ved stuetemperatur. Lad os huske, at når man læser barometeret, negligeres dette tryk.

Tabel 18. Mættet damptryk af vand og kviksølv ved forskellige temperaturer (mm Hg)

Fra grafen over afhængigheden af ​​vands mættede damptryk af temperaturen (Fig. 481) er det tydeligt, at trykstigningen svarende til en temperaturstigning med , stiger med temperaturen. Dette er forskellen mellem mættet damp og gasser, hvis tryk, når de opvarmes, stiger ligeligt ved både lave og høje temperaturer (med 1/273 af trykket ved ). Denne forskel vil blive ganske forståelig, hvis vi husker, at når gasser opvarmes til et konstant volumen, ændres kun molekylernes hastighed. Når væske-damp-systemet opvarmes, som vi har angivet, ændres ikke kun molekylernes hastighed, men også deres antal pr. volumenhed, dvs. ved en højere temperatur har vi dampe med højere densitet.

Figur 481. Afhængighed af mættet damptryk af vand

293.1. Hvorfor giver gastermometeret (§ 235) kun korrekte aflæsninger, når gassen er helt tør?

293.2. Lad os antage, at der i en lukket beholder udover væske og damp også er luft. Hvordan vil dette påvirke trykændringen med stigende temperatur?

293.3. Ændringen i damptryk i en lukket beholder med stigende temperatur er afbildet af grafen vist i fig. 482. Hvilken konklusion kan man drage vedrørende fordampningsprocesserne inde i beholderen?

Ris. 482. Til øvelse 293,3