частину її об'єму. На початку процесу кількість молекул, які вилітають з рідини, перевищує кількість молекул, які знову повертаються в неї, і концентрація молекул пари зростає. Але чим більше стає молекул, які вилетіли з рідини, тим більше їх потрапляє назад у рідину. Нарешті настає такий момент, коли кількість молекул, які вилітають з рідини за одиницю часу, виявляється такою самою, як і кількість молекул, що повертаються в неї за той самий час. Очевидно, починаючи з цього моменту, концентрація молекул пари буде сталою. Такий стан називають динамічною рівновагою рідини і пари. Пару, яка перебуває в динамічній рівновазі зі своєю рідиною, називають насиченою. Таким чином, можна зробити висновок, що насичена пара має за даної температури найбільшу кількість молекул в одиниці об'єму (або, інакше кажучи, максимальну густину) і чинить найбільший тиск. У різних рідин динамічна рівновага з парою настає за різної густини пари (концентрації молекул). Причина цього полягає в неоднаковості сил молекулярної взаємодії. З рідин, в яких сили взаємного притягання частинок великі, наприклад із ртуті, можуть вилітати лише найшвидші молекули, кількість яких незначна. З рідин з малими силами притягання, наприклад із ефіру, за тієї самої температури вилітає багато молекул, і динамічна рівновага настає тільки за умови значної їх концентрації в парі. Пару, яка не перебуває в динамічній рівновазі зі своєю рідиною (не досягла насичення), називають ненасиченою. Іншими словами, ненасиченою буде пара над поверхнею рідини, коли випаровування переважає над конденсацією. Очевидно, що густина ненасиченої пари менша за густину насиченої пари. Властивості ненасиченої пари можна описувати газовими законами для ідеального газу: Бойля—Маріотта, Шарля, Гей-Люссака, Клапейрона. Властивості пари тим точніше відповідають цим законам, чим менш насиченою є пара, тобто чим менша її густина. Залежність між тиском і температурою насиченої пари не підлягає закону Шарля, тобто закон Шарля до насиченої пари незастосовний. Розглянемо причину цього. Нагрівання ідеального газу за сталого об'єму приводить до підвищення його тиску внаслідок зростання середньої кінетичної енергії молекул (частішими стають їх удари об стінку посудини, і тим більший імпульс передають вони під час кожного удару). В результаті нагрівання насиченої пари зростає не лише середня кінетична енергія молекул, а й кількість цих молекул (внаслідок інтенсивнішого випаровування зростає маса пари). Тому тиск насиченої пари з підвищенням температури зростає
|