Краткое содержание
В этом видео рассматриваются процессы испарения и конденсации, понятие насыщенного пара и его отличие от ненасыщенного, а также зависимость давления насыщенного пара от температуры. Объясняются условия кипения жидкости и факторы, влияющие на температуру кипения.
- Испарение и конденсация - это процессы перехода вещества из жидкого состояния в газообразное и обратно.
- Насыщенный пар находится в динамическом равновесии с жидкостью, его давление зависит только от температуры.
- Кипение - это процесс парообразования по всему объему жидкости, происходящий при определенной температуре, зависящей от внешнего давления.
Испарение и конденсация
Объясняется процесс испарения жидкости на примере открытого флакона духов. Молекулы жидкости, обладающие достаточной кинетической энергией, покидают её поверхность, преодолевая силы притяжения. Этот процесс называется испарением. Ветер способствует испарению, унося молекулы от поверхности. Обратный процесс, когда молекулы пара возвращаются в жидкость, называется конденсацией. Подчёркивается, что при испарении жидкость покидают более быстрые молекулы, что приводит к понижению температуры жидкости.
Факторы, влияющие на испарение
Рассматриваются примеры, демонстрирующие охлаждение при испарении, такие как ощущение холода после купания или при смачивании кожи быстро испаряющейся жидкостью. Отмечается, что процесс испарения зависит от площади поверхности жидкости. Жирный суп остывает медленнее из-за слоя жира, препятствующего испарению воды.
Насыщенный пар и динамическое равновесие
Объясняется, что если жидкость находится в закрытом сосуде, то устанавливается динамическое равновесие между испарением и конденсацией. В первый момент жидкость испаряется, и плотность пара увеличивается, но затем устанавливается равновесие, при котором число молекул, покидающих жидкость, равно числу возвращающихся. Пар, находящийся в равновесии со своей жидкостью, называется насыщенным.
Свойства насыщенного пара
Рассматривается, что происходит с насыщенным паром при уменьшении занимаемого им объёма. При сжатии пара равновесие нарушается, и больше молекул переходит из газа в жидкость, пока не установится новое равновесие. Концентрация молекул насыщенного пара при постоянной температуре не зависит от его объёма. Давление насыщенного пара также не зависит от занимаемого им объёма. Газовые законы для насыщенного пара несправедливы.
Критическая температура и различие между паром и газом
Вводится понятие критической температуры, выше которой газ нельзя превратить в жидкость, как бы его ни сжимали. Вещество при температуре выше критической называется газом, а при температуре ниже критической - паром. Приводятся примеры критических температур для гелия и азота.
Свойства насыщенного и ненасыщенного пара
Подчёркивается, что свойства насыщенного и ненасыщенного пара различны. С ростом температуры давление насыщенного пара растёт. Главное различие между идеальным газом и насыщенным паром состоит в том, что при изменении температуры или объёма в закрытом сосуде меняется масса пара, в то время как с идеальным газом ничего подобного не происходит.
Кипение
Объясняется, что кипение - это превращение жидкости в пар по всему объёму при постоянной температуре. Каждая жидкость имеет свою температуру кипения, которую можно изменить, изменив давление. Жидкость кипит тогда, когда давление её насыщенного пара равно внешнему давлению. Температура кипения зависит от наличия примесей. Приводится пример кипения воды в горах, где атмосферное давление ниже, и вода кипит при более низкой температуре.
