Испарение (давление свойства)

Что такое испарение Свойства насыщенного пара

На свободной поверхности жидкости происходит процесс, называемый испарением, при котором жидкость постепенно переходит в газообразное состояние. Испарение состоит в том, что отдельные молекулы жидкости с высокой кинетической энергией преодолевают силы притяжения остальных молекул и вылетают в окружающее пространство за пределы жидкости.

При этом молекулы должны совершить работу, называемую работой выхода А, величина которой зависит от природы жидкости и от ее температуры. Кинетическая энергия молекул соответственно уменьшается, а работа выхода переходит в потенциальную энергию молекул пара.

Молекулы пара, находящиеся вблизи поверхности жидкости, могут притягиваться ее молекулами и вновь возвращаться в жидкость. Этот процесс называется конденсацией пара. На поверхности жидкости всегда происходят оба процесса: и испарение и конденсация, однако в зависимости от условий один из них происходит преимущественно. Если количество испаряющихся и конденсирующихся в единицу времени молекул одинаково, т. е. пар находится в равновесии с жидкостью, то он называется насыщающим (или насыщенным).

Пар, не находящийся в равновесии с жидкостью, называется ненасыщенным. Свойства ненасыщающих паров близки к свойствам реальных газов и их состояние вполне описывается уравнением Ван-дер-Ваальса.

Свойства насыщающих паров

Свойства насыщающих паров уже значительно отличаются от свойств газов. Это связано с тем, что насыщающие пары находятся в динамическом равновесии с жидкой фазой вещества. При изменении условий (давление, температура) равновесие нарушается и часть жидкости, может испаряться или, наоборот, часть пара — конденсироваться, т. е. изменяется масса газообразной фазы вещества.

Уравнение Ван-дер-Ваальса в этом случае дает только весьма приближенные результаты. В частности, при постоянном объеме давление насыщающих паров с повышением температуры увеличивается сильнее, чем для газов, так как при этом происходит испарение некоторого дополнительного количества жидкости.

Давления насыщающего пара некоторых жидкостей

Давления насыщающего пара некоторых жидкостей (в миллиметрах ртутного столба) в зависимости от температуры приведены в таблице.

Температура в °С	—20	0	20	40	60	80	100
Ртуть	—	0,0004	0,0018	0,008	0,025	0,000	0,279
Вода	0.77	4,6	17,5	55	149	355	760
Этиловый спирт	3,3	12,0	44,0	134	350	813	1700
Этиловый эфир	66	185	440	921	1734	2974	4855

Давление насыщающего пара не зависит от того, содержатся ли в пространстве над жидкостью какие-либо газы или пары других жидкостей при условии, что они не взаимодействуют химически (закон Дальтона).