Küllastunud auru rõhu sõltuvus temperatuurist. Keetmine – teadmiste hüpermarket

Kuna küllastunud aururõhu suurus sõltub õhutemperatuurist, siis temperatuuri tõustes suudab õhk neelata rohkem veeauru ja küllastusrõhk suureneb. Küllastusrõhu tõus ei toimu lineaarselt, vaid mööda kaldkõverat. See asjaolu on ehitusfüüsika jaoks nii oluline, et seda ei tohiks tähelepanuta jätta. Näiteks temperatuuril 0 °C (273,16 K) on küllastunud auru rõhk ps 610,5 Pa (Pascal), +10 °C (283,16 K) juures osutub see võrdseks 1228,1 Pa, +20 ° juures. C (293,16 K) 2337,1 Pa ja +30 °C (303,16 K) juures võrdub 4241,0 Pa. Järelikult, kui temperatuur tõuseb 10 °C (10 K) võrra, suureneb küllastunud auru rõhk ligikaudu kahekordseks.

Veeauru osarõhu sõltuvus temperatuurimuutustest on näidatud joonisel fig. 3.

ABSOLUUTNE ÕHUNIiskus f

Veeauru tihedus, s.o. selle sisaldust õhus nimetatakse absoluutseks õhuniiskuseks ja seda mõõdetakse g/m.

Veeauru maksimaalset tihedust, mis on võimalik teatud õhutemperatuuril, nimetatakse küllastunud auru tiheduseks, mis omakorda tekitab küllastusrõhu. Küllastunud auru fsat tihedus ja selle rõhu psas suurenevad õhutemperatuuri tõustes. Selle kasv on samuti kõverjooneline, kuid selle kõvera kulg ei ole nii järsk kui pnas-kõvera kulg. Mõlemad kõverad sõltuvad väärtusest 273.16/Tfact[K]. Seega, kui rnac/fus suhe on teada, saab neid omavahel võrrelda.

Õhu absoluutne õhuniiskus õhukindlas suletud ruumis ei sõltu temperatuurist

temperatuuri, kuni saavutatakse küllastunud auru tihedus. Õhu absoluutse niiskuse sõltuvus selle temperatuurist on näidatud joonisel fig. 4.

SUHTELINE NIISKUS

Veeauru tegeliku tiheduse ja küllastunud auru tiheduse suhet või absoluutse õhuniiskuse ja maksimaalse õhuniiskuse suhet teatud temperatuuril nimetatakse suhteliseks õhuniiskuseks. Seda väljendatakse protsentides.

Kui õhutihedalt suletud ruumi temperatuur langeb, suureneb õhu suhteline niiskus, kuni ϕ väärtus võrdub 100% ja seeläbi saavutatakse küllastunud auru tihedus. Edasisel jahutamisel kondenseerub vastav liigne veeauru kogus.

Kui suletud ruumi temperatuur tõuseb, väheneb suhteline õhuniiskus. Riis. 5 illustreerib suhtelise õhuniiskuse sõltuvust temperatuurist. Suhtelist õhuniiskust mõõdetakse hügroemomeetri või psühromeetriga. Väga töökindel Assmanni aspiratsioonipsühromeeter mõõdab temperatuuride erinevust kahe täpse termomeetri vahel, millest üks on mähitud niiskesse marli. Vee aurustumisest tingitud jahutus on seda suurem, mida kuivem on ümbritsev õhk. Temperatuuride erinevuse ja tegeliku õhutemperatuuri suhtest saab määrata ümbritseva õhu suhtelise niiskuse.

Õhukese juuksehügromeetri asemel, mida mõnikord kasutatakse kõrge õhuniiskuse korral, kasutatakse liitiumkloriidi mõõtesondi. Ta imes

See on valmistatud klaaskiust kestaga metallhülsist, eraldi küttetraadi mähisest ja takistustermomeetrist. Kangast kest on täidetud liitiumkloriidi vesilahusega ja on mõlema mähise vahelduvpinge mõjul. Vesi aurustub, sool kristalliseerub ja vastupidavus suureneb oluliselt. Tänu sellele on ümbritseva õhu veeauru sisaldus ja küttevõimsus tasakaalus. Välisõhu ja sisseehitatud termomeetri temperatuuride erinevuse alusel määratakse õhu suhteline niiskus spetsiaalse mõõteahela abil.

Mõõtesond reageerib õhuniiskuse mõjule hügroskoopsele kiule, mis on valmistatud nii, et kahe elektroodi vahel liiguks piisav vool. Viimane suureneb suhtelise õhuniiskuse kasvades, olenevalt teatud määral õhutemperatuurist.

Mahtuvuse mõõtesond on hügroskoopse dielektrikuga varustatud perforeeritud plaadiga kondensaator, mille mahtuvus muutub suhtelise niiskuse, aga ka ümbritseva õhu temperatuuri muutudes. Mõõtesondi saab kasutada multivibartori ahela nn RC elemendi lahutamatu osana. Sel juhul muudetakse õhuniiskus teatud sageduseks, millel võivad olla kõrged väärtused. Nii saavutab seade ülikõrge tundlikkuse, mis võimaldab salvestada minimaalseid niiskuse muutusi.

VEEAURU OSALURVE lk

Erinevalt küllastunud aururõhust рсас, mis tähistab veeauru maksimaalset osarõhku õhus teatud temperatuuril, tähendab veeauru osarõhu mõiste р auru rõhku, mis on küllastumata olekus, seega igas juhul peaks see rõhk olema väiksem kui rnas.

Kui veeauru sisaldus kuivas õhus suureneb, läheneb p väärtus vastavale psa väärtusele. Samal ajal jääb atmosfäärirõhk Ptot konstantseks. Kuna veeauru osarõhk p moodustab vaid osa segu kõigi komponentide kogurõhust, ei saa selle väärtust otsemõõtmisega määrata. Vastupidi, auru rõhku saab määrata, kui anumas luuakse esmalt vaakum ja seejärel juhitakse sinna vesi. Aurustumisest tingitud rõhu suurenemise suurus vastab psa väärtusele, mis on seotud auruga küllastunud ruumi temperatuuriga.

Arvestades teadaolevat ps-i, saab p-d kaudselt mõõta järgmiselt. Anum sisaldab esialgu teadmata koostisega õhu ja veeauru segu. Rõhk anuma sees Ptotal = pв + p, s.o. ümbritseva õhu atmosfäärirõhk. Kui nüüd anum lukustada ja lisada sinna teatud kogus vett, siis rõhk anuma sees suureneb. Pärast veeauru küllastumist on see pv + rns. Mikromeetri abil kindlaks määratud rõhuerinevus rnac - p lahutatakse juba teadaolevast küllastunud aururõhu väärtusest, mis vastab anuma temperatuurile. Tulemus vastab algse mahuti osarõhule p, st. välisõhk.

Osarõhku p on lihtsam arvutada, kasutades teatud temperatuuritaseme küllastunud aururõhu pnas tabelite andmeid. Suhte p/рsat väärtus vastab veeauru tiheduse f ja küllastunud auru tiheduse fsat suhte väärtusele, mis on võrdne suhtelise niiskuse väärtusega.

õhu kvaliteet Seega saame võrrandi

nie p =rnas.

Tänu sellele on teadaoleva õhutemperatuuri ja küllastusrõhuga psat võimalik kiiresti ja selgelt määrata osarõhu p väärtus. Näiteks suhteline õhuniiskus on 60% ja õhutemperatuur 10°C. Siis, kuna sellel temperatuuril on küllastunud auru rõhk psat = 1228,1 Pa, võrdub osarõhk p 736,9 Pa (joonis 6).

VEEAURU KASTEPUNKTI t

Õhus sisalduv veeaur on tavaliselt küllastumata olekus ja seetõttu on sellel teatud osarõhk ja teatud õhu suhteline niiskus<р < 100%.

Kui õhk on otseses kokkupuutes tahkete materjalidega, mille pinnatemperatuur on selle temperatuurist madalam, siis vastava temperatuuride vahega piirkihis olev õhk jahtub ja selle suhteline õhuniiskus tõuseb, kuni selle väärtus jõuab 100%-ni, s.o. küllastunud auru tihedus. Isegi ebaolulise edasise jahutamise korral hakkab veeaur tahke materjali pinnale kondenseeruma. See juhtub kuni materjali pinnatemperatuuri ja küllastunud auru tiheduse uue tasakaaluolekuni. Suure tiheduse tõttu vajub jahtunud õhk alla ja soojem õhk tõuseb üles. Kondensaadi kogus suureneb, kuni saavutatakse tasakaal ja kondensatsiooniprotsess peatub.

Kondensatsiooniprotsess on seotud soojuse eraldumisega, mille kogus vastab vee aurustumistemperatuurile. See toob kaasa tahkete ainete pinnatemperatuuri tõusu.

Kastepunkt t on pinna temperatuur, mille lähedal aurutihedus muutub võrdseks küllastunud auru tihedusega, s.o. suhteline õhuniiskus ulatub 100% -ni. Veeauru kondenseerumine algab kohe pärast selle temperatuuri langemist alla kastepunkti.

Kui on teada õhutemperatuur hv ja suhteline õhuniiskus, saab koostada võrrandi p(vv) = psat(t) = psat. Nõutava pH väärtuse arvutamiseks kasutage küllastunud aururõhkude tabelit.

Vaatleme sellise arvutuse näidet (joonis 7). Õhutemperatuur hv = 10 °C, suhteline õhuniiskus = 60%, psat (+10 °C) = 1228,1 P rsas (t) = = 0 6 x 1228,1 Pa = 736,9 Pa, kastepunkt = + 2,6 °C (tabel) .

Kastepunkti saab määrata graafiliselt küllastusrõhu kõvera abil.Kastepunkti saab arvutada ainult siis, kui lisaks õhutemperatuurile on teada ka selle suhteline niiskus. Arvutamise asemel võite kasutada mõõtmist. Kui jahutate aeglaselt soojust juhtivast materjalist valmistatud plaadi (või membraani) poleeritud pinda, kuni sellel hakkab moodustuma kondensaat, ja seejärel mõõta selle pinna temperatuuri, saate otse teada ümbritseva pinna kastepunkti. Kasutamine See meetod ei nõua õhu suhtelise õhuniiskuse tundmist, kuigi saab lisaks arvutada väärtuse õhutemperatuuri ja kastepunkti järgi

Sellest põhimõttest lähtub 19. sajandi esimesel poolel välja töötatud Danieli ja Reinolti kastepunkti määramise hügromeetri töö. Viimasel ajal on seda tänu elektroonika kasutamisele niivõrd täiustatud, et võimaldab väga suure täpsusega määrata kastepunkti. Seega saab tavalist hügromeetrit vastavalt kalibreerida ja jälgida kastepunkti määramiseks mõeldud hügromeetri abil.

« Füüsika – 10. klass"

Mis teie arvates juhtub küllastunud auruga, kui selle ruumala väheneb: näiteks kui kolvi all olevas silindris vedelikuga tasakaalus olev aur surutakse kokku, hoides silindri sisu temperatuuri konstantsena?

Kui aur on kokku surutud, hakkab tasakaal häiruma. Esimesel hetkel suureneb aurutihedus veidi ja suurem arv molekule hakkab liikuma gaasist vedelikku kui vedelikust gaasi. Sõltub ju vedelikust väljuvate molekulide arv ajaühikus ainult temperatuurist ja auru kokkusurumine seda arvu ei muuda. Protsess jätkub, kuni dünaamiline tasakaal ja aurutihedus saavutatakse uuesti ning seetõttu omandab selle molekulide kontsentratsioon varasemad väärtused. Seega

küllastunud auru molekulide kontsentratsioon konstantsel temperatuuril ei sõltu selle mahust.

Kuna rõhk on võrdeline molekulide kontsentratsiooniga (p = nkT), järeldub sellest definitsioonist, et küllastunud auru rõhk ei sõltu selle hõivatud mahust.

pH rõhk n auru, milles vedelik on oma auruga tasakaalus, nimetatakse küllastunud auru rõhk.

Küllastunud auru kokkusurumisel muutub üha suurem osa sellest vedelaks. Teatud massiga vedelik võtab vähem ruumala kui sama massiga aur. Selle tulemusena väheneb auru maht, kuigi selle tihedus jääb muutumatuks.

Küllastunud auru gaasiseadused ei kehti (mis tahes mahu puhul konstantsel temperatuuril on küllastunud auru rõhk sama). Samas kirjeldab küllastunud auru olekut üsna täpselt Mendelejevi-Clapeyroni võrrand.

Küllastumata aur

>Kui aur surutakse konstantsel temperatuuril järk-järgult kokku, kuid ei muutu vedelaks, siis nimetatakse sellist auru nn. küllastumata.

Mahu vähenemisel (joonis 11.1) suureneb küllastumata auru rõhk (jaotis 1-2) samamoodi nagu rõhk muutub ideaalse gaasi mahu vähenemisel. Teatud mahu juures aur küllastub ja edasisel kokkusurumisel muutub see vedelikuks (jaotis 2-3). Sel juhul on vedeliku kohal juba küllastunud aur.

Niipea, kui kogu aur muutub vedelikuks, põhjustab mahu edasine vähenemine järsu rõhu tõusu (vedelik on kergelt kokkusurutav).

Aur ei muutu aga ühelgi temperatuuril vedelaks. Kui temperatuur on üle teatud väärtuse, siis hoolimata sellest, kui palju me gaasi kokku surume, ei muutu see kunagi vedelikuks.

>Nimetatakse maksimaalset temperatuuri, mille juures aur võib veel vedelikuks muutuda kriitiline temperatuur.

Igal ainel on oma kriitiline temperatuur, heeliumi puhul T cr = 4 K, lämmastiku puhul T cr = 126 K.

Aine olekut kriitilisest temperatuurist kõrgemal temperatuuril nimetatakse gaas; temperatuuril alla kriitilise, kui aur võib muutuda vedelikuks, - parvlaev.

Küllastunud ja küllastumata auru omadused on erinevad.

Küllastunud auru rõhu sõltuvus temperatuurist.

Nagu kogemus näitab, kirjeldatakse küllastunud auru olekut ligikaudu ideaalse gaasi olekuvõrrandiga (10.4) ja selle rõhk määratakse valemiga

Rn. n = nkT. (11.1)

Kui temperatuur tõuseb, suureneb rõhk

Kuna küllastunud auru rõhk ei sõltu mahust, sõltub see seetõttu ainult temperatuurist.

Küll aga pH rõhu sõltuvus. Eksperimentaalselt leitud n temperatuuril T ei ole otseselt proportsionaalne, nagu konstantse ruumala ideaalses gaasis. Temperatuuri tõustes suureneb reaalse küllastunud auru rõhk kiiremini kui ideaalse gaasi rõhk (joonis 11.2, AB kõvera lõige). See saab ilmseks, kui tõmmata ideaalse gaasi isohoorid läbi punktide A ja B (katkendjooned). Miks see juhtub?

Kui vedelikku kuumutatakse suletud anumas, muutub osa vedelikust auruks. Selle tulemusena suureneb küllastunud auru rõhk valemi (11.1) kohaselt mitte ainult vedeliku temperatuuri tõusu tõttu, vaid ka auru molekulide kontsentratsiooni (tiheduse) suurenemise tõttu.

Põhimõtteliselt määrab rõhu suurenemise temperatuuri tõusuga täpselt kontsentratsiooni suurenemine. Ideaalse gaasi ja küllastunud auru käitumise peamine erinevus seisneb selles, et kui auru temperatuur suletud anumas muutub (või kui ruumala muutub konstantsel temperatuuril), muutub auru mass.

Miks koostatakse küllastunud aururõhu sõltuvuse temperatuurist tabeleid, aga gaasirõhu temperatuurist sõltuvuse kohta tabeleid pole?

Vedelik muutub osaliselt auruks või, vastupidi, aur osaliselt kondenseerub. Ideaalse gaasiga midagi sellist ei juhtu.

Kui kogu vedelik on aurustunud, lakkab aur edasisel kuumutamisel küllastamast ja selle rõhk konstantsel ruumalal tõuseb otseselt proportsionaalselt absoluutse temperatuuriga (vt joonis 11.2, BC kõvera lõige).

Keetmine.

Vedeliku temperatuuri tõustes suureneb aurustumiskiirus. Lõpuks hakkab vedelik keema. Keemisel tekivad kogu vedeliku mahus kiiresti kasvavad aurumullid, mis hõljuvad pinnale.

Keetmine on aurustumisprotsess, mis toimub kogu vedeliku mahus keemistemperatuuril.

Millistel tingimustel keemine algab?

Millele kulub keemise ajal vedelikule antud soojus molekulaarkineetilise teooria seisukohalt?

Vedeliku keemistemperatuur jääb konstantseks. See juhtub seetõttu, et kogu vedelikule antav energia kulutatakse selle auruks muutmisele.

Vedelik sisaldab alati lahustunud gaase, mis eralduvad anuma põhjas ja seintes, samuti vedelikus hõljuvatel tolmuosakestel, mis on aurustumiskeskused. Mullide sees olevad vedelikuaurud on küllastunud. Temperatuuri tõustes suureneb küllastunud auru rõhk ja mullide suurus. Ujuva jõu mõjul hõljuvad nad ülespoole. Kui vedeliku ülemistes kihtides on madalam temperatuur, siis nendes kihtides tekib mullides auru kondenseerumine. Rõhk langeb kiiresti ja mullid kukuvad kokku. Kokkuvarisemine toimub nii kiiresti, et mulli seinad põrkuvad kokku ja tekitavad midagi plahvatuse sarnast. Paljud sellised mikroplahvatused tekitavad iseloomuliku müra. Kui vedelik soojeneb piisavalt, lõpetavad mullid kokkuvarisemise ja ujuvad pinnale. Vedelik läheb keema.

Küllastunud auru rõhu sõltuvus temperatuurist selgitab, miks vedeliku keemistemperatuur sõltub rõhust selle pinnal. Aurumull võib kasvada, kui selle sees oleva küllastunud auru rõhk ületab veidi vedeliku rõhku, mis on vedeliku pinnal oleva õhurõhu (välisrõhu) ja vedelikusamba hüdrostaatilise rõhu summa.

Pöörame tähelepanu asjaolule, et vedeliku aurustumine toimub keemistemperatuurist madalamal temperatuuril, kuid ainult vedeliku pinnalt, keemise ajal toimub auru teke kogu vedeliku mahus.

Keetmine algab temperatuuril, mille juures küllastunud auru rõhk mullides on võrdne vedeliku rõhuga ja muutub veidi suuremaks.

Mida suurem on välisrõhk, seda kõrgem on keemispunkt.

Seega ei kee aurukatlas rõhul 1,6 10 6 Pa vesi isegi temperatuuril 200 ° C. Meditsiiniasutustes hermeetiliselt suletud anumates - autoklaavides (joon. 11.3) keeb vesi ka kõrgendatud rõhul. Seetõttu on vedeliku keemistemperatuur oluliselt kõrgem kui 100 °C. Autoklaave kasutatakse näiteks kirurgiliste instrumentide steriliseerimiseks, toidu valmistamise kiirendamiseks (survekeetja), toiduainete konserveerimiseks, keemiliste reaktsioonide läbiviimiseks.

Ja vastupidi, vähendades välist rõhku, alandame seeläbi keemistemperatuuri.

Kolvist õhku ja veeauru välja pumbates saad vee toatemperatuuril keema panna. Mägedesse tõustes atmosfäärirõhk langeb, mistõttu keemistemperatuur langeb. 7134 m kõrgusel (Lenini tipp Pamiiris) on rõhk ligikaudu 4 10 4 Pa ​​(300 mm Hg). Vesi keeb seal umbes 70 °C juures. Sellistes tingimustes on liha küpsetamine võimatu.

Igal vedelikul on oma keemistemperatuur, mis sõltub vedeliku omadustest. Samal temperatuuril on erinevate vedelike küllastunud aururõhk erinev.

Näiteks temperatuuril 100 °C on küllastunud veeauru rõhk 101 325 Pa (760 mm Hg) ja elavhõbedaaurul vaid 117 Pa (0,88 mm Hg). Kuna keemine toimub samal temperatuuril, mille juures küllastunud auru rõhk on võrdne välisrõhuga, siis vesi keeb 100 °C juures, elavhõbe mitte. Elavhõbe keeb normaalrõhul temperatuuril 357 °C.

Küllastunud auru rõhu sõltuvus temperatuurist. Küllastunud auru olekut kirjeldatakse ligikaudselt ideaalse gaasi olekuvõrrandiga (3.4) ja selle rõhk määratakse ligikaudu valemiga

Kui temperatuur tõuseb, suureneb rõhk. Kuna küllastunud auru rõhk ei sõltu mahust, sõltub see seetõttu ainult temperatuurist.

See eksperimentaalselt leitud sõltuvus ei ole aga otseselt proportsionaalne, nagu konstantse mahuga ideaalse gaasi oma. Temperatuuri tõustes suureneb küllastunud auru rõhk kiiremini kui ideaalse gaasi rõhk (joonis 52, AB kõvera lõige).

See juhtub järgmisel põhjusel. Kui vedelikku kuumutatakse auruga suletud anumas, muutub osa vedelikust auruks. Selle tulemusena suureneb aururõhk valemi (5.1) kohaselt mitte ainult temperatuuri tõusu tõttu, vaid ka auru molekulide kontsentratsiooni (tiheduse) suurenemise tõttu. Ideaalse gaasi ja küllastunud auru käitumise peamine erinevus seisneb selles, et kui auru temperatuur suletud anumas muutub (või kui ruumala muutub konstantsel temperatuuril), muutub auru mass. Vedelik muutub osaliselt auruks või vastupidi, aur osaliselt kondenseerub. Ideaalse gaasiga midagi sellist ei juhtu.

Kui kogu vedelik on aurustunud, lakkab aur edasisel kuumutamisel küllastumast ja selle rõhk konstantsel ruumalal tõuseb otseselt proportsionaalselt absoluutse temperatuuriga (jaotis BC joonisel 52).

Keetmine. Küllastunud auru rõhu sõltuvus temperatuurist selgitab, miks vedeliku keemistemperatuur sõltub rõhust. Keemisel tekivad kogu vedeliku mahus kiiresti kasvavad aurumullid, mis hõljuvad pinnale. Ilmselt võib aurumull kasvada, kui selle sees oleva küllastunud auru rõhk ületab veidi vedeliku rõhu, mis on vedeliku pinnal oleva õhurõhu (välisrõhu) ja vedelikusamba hüdrostaatilise rõhu summa. .

Keetmine algab temperatuuril, mille juures küllastunud auru rõhk mullides on võrdne rõhuga vedelikus.

Mida suurem on välisrõhk, seda kõrgem on keemispunkt. Seega ei kee aurukatlas Pa-ni ulatuva rõhu juures vesi isegi temperatuuril 200°C. Meditsiiniasutustes toimub vee keetmine hermeetiliselt suletud anumates - autoklaavides (joon. 53) - ka kõrgendatud rõhul. Seetõttu on keemistemperatuur oluliselt kõrgem kui 100°C. Autoklaave kasutatakse kirurgiliste instrumentide, sidemete jms steriliseerimiseks.

Vastupidi, vähendades rõhku, alandame seeläbi keemistemperatuuri. Kolvist õhku ja veeauru välja pumbates saad vee toatemperatuuril keema panna (joonis 54). Mäkke ronides atmosfäärirõhk langeb. Seetõttu keemistemperatuur väheneb. Kõrgel

7134 m (Lenini tipp Pamiiris) on rõhk ligikaudu võrdne Pa (300 mm Hg). Vee keemistemperatuur on seal umbes 70 °C. Sellistes tingimustes on võimatu näiteks liha küpsetada.

Vedelike keemispunktide erinevuse määrab nende küllastunud auru rõhu erinevus. Mida kõrgem on küllastunud auru rõhk, seda madalam on vastava vedeliku keemistemperatuur, kuna madalamatel temperatuuridel muutub küllastunud auru rõhk võrdseks atmosfäärirõhuga. Näiteks 100 °C juures on küllastunud veeauru rõhk võrdne (760 mm Hg) ja elavhõbedaauru rõhk on vaid 117 Pa (0,88 mm Hg). Elavhõbe keeb normaalrõhul 357 °C juures.

Kriitiline temperatuur. Temperatuuri tõustes samaaegselt küllastunud auru rõhu tõusuga suureneb ka selle tihedus. Auruga tasakaalus oleva vedeliku tihedus, vastupidi, väheneb kuumutamisel vedeliku paisumise tõttu. Kui ühel joonisel joonistame vedeliku ja selle auru tiheduse sõltuvuse temperatuurist kõverad, siis vedeliku puhul kõver langeb, auru puhul aga tõuseb (joonis 55).

Teatud temperatuuril, mida nimetatakse kriitiliseks, mõlemad kõverad ühinevad, st vedeliku tihedus muutub võrdseks auru tihedusega.

Kriitiline temperatuur on temperatuur, mille juures kaovad erinevused vedeliku ja selle küllastunud auru füüsikalistes omadustes.

Kriitilisel temperatuuril muutub küllastunud auru tihedus (ja rõhk) maksimaalseks ning auruga tasakaalus oleva vedeliku tihedus muutub minimaalseks. Aurustumise erisoojus väheneb temperatuuri tõustes ja muutub kriitilisel temperatuuril nulliks.

Iga ainet iseloomustab oma kriitiline temperatuur. Näiteks vee ja vedela süsinikmonooksiidi kriitiline temperatuur (IV)

Kuna küllastunud aur on koostiselt homogeense, kuid faasifraktsioonide poolest erineva aine termodünaamiliselt tasakaalusüsteemi üks komponente, võimaldab üksikute füüsikaliste tegurite mõju mõistmine selle tekitatavale rõhu suurusele kasutada neid teadmisi praktilises tegevuses, näiteks teatud vedelike läbipõlemiskiiruse määramisel tulekahju korral jne.

Küllastunud auru rõhu sõltuvus temperatuurist

Küllastunud auru rõhk tõuseb temperatuuri tõustes. Sel juhul ei ole väärtuste muutus otseselt proportsionaalne, vaid toimub palju kiiremini. See on tingitud asjaolust, et temperatuuri tõustes molekulide liikumine üksteise suhtes kiireneb ja neil on lihtsam ületada vastastikuse tõmbejõude ja liikuda teise faasi, s.t. vedelas olekus molekulide arv väheneb ja gaasilises olekus suureneb, kuni kogu vedelik muutub auruks. See suurenev rõhk põhjustab panni kaane kerkimise või siis, kui vesi hakkab keema.

Küllastunud auru rõhu sõltuvus muudest teguritest

Küllastunud aururõhu suurust mõjutab ka gaasilisse olekusse läinud molekulide arv, kuna nende arv määrab kinnises anumas moodustunud auru massi. See väärtus ei ole konstantne, kuna anuma põhja ja seda katva kaane vahelise temperatuuri erinevuse korral toimub pidevalt kaks vastastikku vastandlikku protsessi - aurustumine ja kondenseerumine.

Kuna iga aine kohta teatud temperatuuril on teada indikaatorid teatud arvu molekulide üleminekuks aine ühest olekufaasist teise, on küllastunud aururõhu väärtust võimalik muuta, muutes auru ruumala. laev. Seega tekitab sama kogus vett, näiteks 0,5 liitrit, viieliitrises kanistris ja veekeetjas erineva rõhu.

Konstantse mahu ja temperatuuri järkjärgulise tõusuga küllastunud aururõhu kontrollväärtuse määramise määravaks teguriks on kuumutatava vedeliku enda molekulaarstruktuur. Seega erinevad atsetooni, alkoholi ja tavalise vee näitajad üksteisest oluliselt.

Vedeliku keemise protsessi nägemiseks on vaja mitte ainult viia küllastunud auru rõhk teatud piiridesse, vaid ka see väärtus korreleerida välise atmosfäärirõhuga, kuna keemisprotsess on võimalik ainult siis, kui rõhk väljaspool on kõrgem kui rõhk anuma sees.

Siiani oleme vaadelnud konstantsel temperatuuril aurustumise ja kondenseerumise nähtusi. Nüüd vaatame temperatuuri mõju. On lihtne näha, et temperatuuri mõju on väga tugev. Palaval päeval või pliidi lähedal kuivab kõik palju kiiremini kui külmaga. See tähendab, et sooja vedeliku aurustumine on intensiivsem kui külma vedeliku oma. Seda on lihtne seletada. Soojas vedelikus on rohkematel molekulidel piisavalt kiirust sidusjõudude ületamiseks ja vedelikust välja pääsemiseks. Seetõttu suureneb temperatuuri tõustes koos vedeliku aurustumiskiiruse suurenemisega ka küllastunud auru rõhk.

Aururõhu tõusu saab kergesti tuvastada § 291 kirjeldatud seadmega. Laskem kolb eetriga sooja vette. Näeme, et manomeeter näitab rõhu järsku tõusu. Olles sama kolbi lasknud külma vette, või veel parem, lume ja soola segusse (§ 275), märkame vastupidiselt rõhu langust.

Seega sõltub küllastunud auru rõhk tugevalt temperatuurist. Tabelis Joonis 18 näitab vee ja elavhõbeda küllastunud auru rõhku erinevatel temperatuuridel. Pöörame tähelepanu elavhõbeda tühisele aururõhule toatemperatuuril. Pidagem meeles, et baromeetri lugemisel jäetakse see rõhk tähelepanuta.

Tabel 18. Vee ja elavhõbeda küllastunud aururõhk erinevatel temperatuuridel (mm Hg)

Vee küllastunud aururõhu sõltuvuse graafikust temperatuurist (joonis 481) on selgelt näha, et rõhu juurdekasv, mis vastab temperatuuri tõusule , suureneb koos temperatuuriga. See on erinevus küllastunud auru ja gaaside vahel, mille rõhk kuumutamisel tõuseb võrdselt nii madalal kui ka kõrgel temperatuuril (1/273 rõhust temperatuuril ). See erinevus muutub üsna arusaadavaks, kui mäletame, et gaaside kuumutamisel konstantsel ruumalal muutub ainult molekulide kiirus. Vedeliku-auru süsteemi kuumutamisel, nagu oleme näidanud, ei muutu mitte ainult molekulide kiirus, vaid ka nende arv ruumalaühiku kohta, st kõrgemal temperatuuril on meil suurema tihedusega aurud.

Joonis 481. Vee küllastunud aururõhu sõltuvus

293.1. Miks annab gaasitermomeeter (§ 235) õigeid näitu alles siis, kui gaas on täiesti kuiv?

293.2. Oletame, et suletud anumas on lisaks vedelikule ja aurule ka õhku. Kuidas see mõjutab rõhu muutust temperatuuri tõustes?

293.3. Aururõhu muutus suletud anumas temperatuuri tõusuga on kujutatud joonisel fig. 482. Millise järelduse saab teha anuma sees toimuvate aurustumisprotsesside kohta?

Riis. 482. Harjutuseks 293,3