Насичений пар і його властивості
Напевно багатьом доводилося спостерігати картину, як стоїть відкритою ємність з водою через деякий час виявляється порожньою. Якщо ж її прикрити кришкою, то вода нікуди не дівається. Причина всім відома - вода випаровується. Пояснення такого явища просте: частина молекул води має досить велику швидкість руху для того, щоб покинути рідина. Ось цей процес переходу рідини в газоподібний стан і називається випаровуванням.
Інший процес, а саме перетворення пари в рідину, називається конденсацією. Ці два процеси, випаровування і конденсація, йдуть постійно: частина води випаровується, частина - конденсується. Якщо обсяг над поверхнею води необмежений, то переважає процес випаровування. Испарившаяся вода видаляється, як, наприклад, відбувається над поверхнею відкритої води, і рідина поступово переходить в газоподібний стан - пар.
А ось якщо обсяг вільного простору над рідиною обмежений, то виникає дещо інша ситуація. Испарившаяся вода не може покинути цей обсяг, і над поверхнею води утворюється насичена пара. Так називається пара, що знаходиться в стані рівноваги, коли кількість води, що випарувалася і конденсуватися пара рівні. Вода не убуває і не прибуває, настає стан рівноваги між випаровуванням і конденсацією.
Тепер ми знаємо, що таке насичений пар, і його властивості, можливо, виявляться для нас досить цікавими. Ми з самого початку визначили, що обсяг вільного простору над поверхнею рідини обмежений. Над нею утворився насичений пар. А якщо тепер цей вільний обсяг зменшити? Що буде? У цьому випадку встановлену рівновагу між конденсацією і випаровуванням порушиться. Почне переважати процес конденсації, об'єм вологи збільшиться, а пара - зменшиться.
Тиск пари, при якому він знаходиться в рівновазі з рідиною, називається тиском насиченої пари. Якщо ми зменшуємо обсяг вільного простору над водою, то тиск пари збільшується. Наслідком цього і буде перехід пара в воду. При збільшеному тиску рідина займає менше місця, ніж насичений пар. З цього випливає ще один висновок: якщо температура постійна, то тиск насиченої пари при будь-якому обсязі однаково.
Існує ще один варіант поведінки пара - обсяг над поверхнею води зменшують, а перехід пари в рідину не відбувається. Значить, над поверхнею знаходиться ненасичений пар. Надалі, при зменшенні обсягу при постійній температурі, пар починає перетворюватися в воду - значить, утворився насичений пар. Але не дарма було обумовлено умова, що все відбувається при постійній температурі. Існує певне її значення, при якому пар може перетворитися в рідину.
Це значення називається критичною температурою. Речовина залишається газом при температурі вище критичної, якщо ж вона нижче критичної, то газ перетворюється в рідину. Кожна речовина має своє значення критичної температури. Варто відзначити ще дві особливості пара: він може бути як вологий, так і сухий насичений пар. У вологому присутні краплі води, а сухий пар не містить вологи.
Існує ще так званий перегрітий пар - це сухий пар з температурою вище критичної. У цьому випадку вважається, що в замкнутому об'ємі вже немає рідини, а присутній виключно пар. Перегрітий пар в основному використовується в техніці та енергетиці. Висока температура перегрітої пари дозволяє транспортувати його за допомогою паропроводів і використовувати в парових турбінах. Завдяки відсутності води в перегрітому парі термін служби турбіни збільшується.
У статті розглянуто, що собою представляє насичену пару, його види та властивості, а також процес його утворення та перетворення в рідину.