Prije nego što odgovorimo na pitanje postavljeno u naslovu članka, razumjet ćemo što je para. Slike koje većina ljudi ima s ovom riječi: kotlište za kuhanje ili lonac, parna soba, toplo piće i mnoge druge slične slike. Ovako ili onako, u našim idejama postoji tekuća i plinovita tvar koja se uzdiže iznad njene površine. Ako od vas zatražite primjer pare, odmah ćete se prisjetiti vodene pare, par alkohola, etera, benzina, acetona.
Postoji još jedna riječ za plinovita stanja - plin. Ovdje se obično prisjećamo kisika, vodika, dušika i drugih plinova, bez povezivanja s odgovarajućim tekućinama. Poznato je da postoje u tekućem stanju. Na prvi pogled, razlike su u tome što para odgovara prirodnim tekućinama, a plinovi moraju biti posebno ukapljeni. Međutim, to nije sasvim istina. Štoviše, slike nastale iz parova riječi nisu parne. Da biste dali precizniji odgovor, pogledajmo kako nastaje para..
Koja je razlika između pare i plina?
Stanje agregata neke tvari određuje se temperaturom, točnije, omjerom energije s kojom molekule djeluju i energije njihovog toplinskog kaotičnog gibanja. Otprilike, možemo pretpostaviti da ako je energija interakcije puno veća, to je čvrsto stanje, ako je energija toplotnog gibanja mnogo veća, to je plinovito, ako su energije uporedive, to je.
Molekula plina
Ispada da bi se molekula mogla odvojiti od tekućine i sudjelovati u stvaranju pare, vrijednost toplinske energije trebala bi biti veća od energije interakcije. Kako se to može dogoditi? Prosječna brzina toplinskog gibanja molekula jednaka je određenoj vrijednosti, ovisno o temperaturi. Međutim, pojedinačne brzine molekula su različite: većina ih ima brzine bliske prosječnoj vrijednosti, ali neki dio imaju brzine veće od prosjeka, neke manje.
Brže molekule mogu imati toplinsku energiju veću od energije interakcije, što znači da kad se jednom pojave na površini neke tekućine, mogu se odvojiti od nje, tvoreći paru. Ova metoda isparavanja se naziva isparavanje. Zbog iste raspodjele brzine dolazi do suprotnog procesa - kondenzacije: molekule iz pare prelaze u tekućinu. Usput, slike koje se obično događaju s parovima riječi nisu parovi, već rezultat suprotnog postupka - kondenzacija. Ne možete vidjeti pare.
isparavanje
Para pod određenim uvjetima može postati tekućina, ali za to njegova temperatura ne bi trebala prelaziti određenu vrijednost. Ta se vrijednost naziva kritična temperatura. Para i plin su plinovita stanja koja se razlikuju u temperaturi na kojoj postoje. Ako temperatura ne prelazi kritičnu - paru, ako prelazi - plin. Ako održavate temperaturu konstantnom i smanjujete volumen, para se ukapljuje, plin se ne ukapljuje.Što je zasićena i nezasićena para
Sama riječ "zasićen" nosi određene informacije; teško je zasići veliko područje prostora. Dakle, da biste dobili zasićenu paru, trebate ograničite prostor u kojem se nalazi tekućina. Temperatura bi trebala biti manje od kritične za ovu tvar. Sada isparene molekule ostaju u prostoru gdje je tekućina. U početku će se većina molekularnih prijelaza odvijati iz tekućine, pri čemu će se gustoća pare povećavati. To će zauzvrat izazvati veći broj obratnih prijelaza molekula u tekućinu, što će povećati brzinu procesa kondenzacije..
Konačno, uspostavlja se stanje za koje će prosječan broj molekula koji prolaze iz jedne faze u drugu biti jednak. To se stanje zove dinamička ravnoteža. Ovo stanje karakterizira ista promjena veličine i smjera brzina isparavanja i kondenzacije. To stanje odgovara zasićenom paru. Ako se stanje dinamičke ravnoteže ne postigne, to odgovara nezasićenom paru.
Počinju proučavati predmet, uvijek s njegovim najjednostavnijim modelom. U molekularnoj kinetičkoj teoriji ovo je idealan plin. Ovdje su glavna pojednostavljenja zanemarivanje svojstvenog volumena molekula i energije njihove interakcije. Ispada da takav model sasvim zadovoljavajuće opisuje nezasićene pare. Štoviše, što je manje zasićeno, to je njegova upotreba legitimnija. Idealan je plin: on ne može postati ni para ni tekućina. Stoga za zasićene pare takav model nije adekvatan.
Glavne razlike između zasićene pare i nezasićene
- Zasićen znači da ovaj objekt ima najveću moguću vrijednost nekih parametara. Za par, to je gustoća i pritisak. Ovi parametri za nezasićenu paru imaju niže vrijednosti. Što je para veća od zasićenja, to su manje ove količine. Jedno pojašnjenje: referentna temperatura mora biti konstantna.
- Za nezasićenu paru Boyle-Marriott Act: ako su temperatura i masa plina konstantni, povećanje ili smanjenje volumena uzrokuje smanjenje ili povećanje tlaka za istu količinu, tlak i volumen su obrnuto povezani. Iz maksimalne gustoće i tlaka pri konstantnoj temperaturi slijedi njihova neovisnost od volumena zasićene pare, ispada da su za zasićene pare tlak i volumen neovisni jedan o drugom.
- Za nezasićenu paru gustoća neovisna o temperaturi, a ako se volumen sačuva, vrijednost gustoće se ne mijenja. Kod zasićene pare, uz održavanje volumena, gustoća se mijenja ako se temperatura mijenja. Zavisnost je u ovom slučaju izravna. Ako temperatura raste, gustoća se povećava, ako se temperatura smanjuje, gustoća se također mijenja..
- Ako je volumen konstantan, nezasićene pare se ponašaju u skladu s Charlesovim zakonom: kad se temperatura poveća, tlak se povećava koliko i toliko. Takav odnos nazivamo linearnim. Sa zasićenom parom, s porastom temperature, tlak raste brže nego kod nezasićene pare. Zavisnost je eksponencijalna.
Sumirajući, možemo primijetiti značajne razlike u svojstvima uspoređenih objekata. Glavna razlika je u tome što se para u stanju zasićenosti ne može razmatrati izolirano od tekućine. Ovo je dvokomponentni sustav na koji se većina zakona o plinu ne može primijeniti..
