Kāda ir atšķirība starp piesātināto tvaiku un nepiesātināto tvaiku?

Pirms atbildēt uz raksta nosaukumā uzdoto jautājumu, ļaujiet mums redzēt, kas ir tvaiks. Attēli, kas sastopami lielākajā daļā cilvēku ar šo vārdu: vārīšanās tējkanna vai katliņš, tvaika pirts, karstais dzēriens un daudz vairāk līdzīgu attēlu. Jebkurā gadījumā mūsu idejās ir šķidrums un gāzveida viela, kas aug virs tās virsmas. Ja jums tiek lūgts sniegt tvaika paraugu, jūs nekavējoties atcerēsiet ūdens tvaiku, spirta tvaiku, ēteri, benzīnu, acetonu.

Ir vēl viens vārds par gāzveida valstīm - gāzi . Šeit mēs parasti atgādinām skābekli, ūdeņradi, slāpekli un citas gāzes, nesaistot tās ar atbilstošiem šķidrumiem. Ir labi zināms, ka tie pastāv šķidrā stāvoklī. No pirmā acu uzmetiena atšķirības ir tāda, ka tvaiks atbilst dabiskiem šķidrumiem, un gāzes ir jāizšķīdina īpaši. Tomēr tas nav pilnīgi taisnība. Turklāt attēli, kas izriet no vārda "tvaiks", nav. Lai sniegtu precīzāku atbildi, ļaujiet mums redzēt, kā rodas tvaiks.

Kāda ir atšķirība starp tvaiku un gāzi?

Materiāla kopējo stāvokli nosaka temperatūra, precīzāk, attiecība starp enerģiju, ar kuru tās molekulas mijiedarbojas, un to termiskās haotiskās kustības enerģiju. Aptuveni mēs varam pieņemt, ka, ja mijiedarbības enerģija ir daudz lielāka - cietā stāvoklī, ja siltuma kustības enerģija ir daudz lielāka - gāzveida, ja salīdzināmā enerģija ir - šķidrums.

Gāzes molekula

Izrādās, ka molekula var izkļūt no šķidruma un piedalīties tvaiku veidošanā, siltumenerģijas daudzumam jābūt lielākam par mijiedarbības enerģiju. Kā tas var notikt? Atkarībā no temperatūras molekulu vidējais termiskās kustības ātrums ir vienāds ar noteiktu vērtību. Tomēr molekulu individuālie ātrumi ir atšķirīgi: vairumam no tiem ir ātrumi, kas ir tuvu vidējai vērtībai, bet dažiem no tiem ir ātrums, kas ir lielāks par vidējo, daži mazāk.

Ātrākām molekulām var būt siltuma enerģija, kas ir lielāka par mijiedarbības enerģiju, un tādēļ vienreiz uz šķidruma virsmas tās var atdalīties no tā, veidojot tvaiku. Šo iztvaikošanas metodi sauc par iztvaikošanu . Tā paša ātruma sadalījuma dēļ ir pretējs process - kondensācija: molekulas no tvaika nonāk šķidrumā. Starp citu, attēli, kas parasti rodas, kad vārdi pāri nav tvaiki, bet gan pretējā procesa rezultāts - kondensācija. Tvaiku nevar redzēt.

Iztvaikošana

Tvaika noteiktos apstākļos var kļūt par šķidrumu, bet šai temperatūrai tā nedrīkst pārsniegt noteiktu vērtību. Šo vērtību sauc par kritisko temperatūru. Tvaiks un gāze ir gāzveida stāvokļi, ko raksturo temperatūra. Ja temperatūra nepārsniedz kritisko tvaiku, ja tā pārsniedz - gāzi. Ja temperatūra tiek saglabāta nemainīga un tilpums tiek samazināts, tvaiks tiek sašķidrināts, gāze nav sašķidrināta.

Kas ir piesātināts un nepiesātināts tvaiks

Vārds "piesātināts" pati par sevi nes zināmu informāciju, ir grūti piesātināt lielu telpas platību. Tātad, lai iegūtu piesātinātu tvaiku, ir nepieciešams ierobežot telpu, kurā atrodas šķidrums . Temperatūrai šai vielai jābūt mazāk būtiskai. Tagad iztvaikotās molekulas paliek telpā, kur atrodas šķidrums. Pirmkārt, lielākā daļa molekulu pāreju notiks no šķidruma, bet tvaika blīvums palielināsies. Tas savukārt radīs lielāku skaitu molekulu atgriezenisko pāreju šķidrumā, kas palielinās kondensācijas procesa ātrumu.

Visbeidzot, tiek izveidots stāvoklis, kura vidējais molekulu skaits, kas pārvietojas no vienas fāzes uz otru, būs vienāds. Šo stāvokli sauc par dinamisko līdzsvaru . Šo stāvokli raksturo tāda pati izmaiņas iztvaikošanas un kondensācijas ātruma lielumā un virzienā. Šis stāvoklis atbilst piesātinātajam pārim. Ja dinamiskā līdzsvara stāvoklis nav sasniegts, tas atbilst nepiesātinātajam pārim.

Uzsākt kāda objekta izpēti, vienmēr ar tā vienkāršāko modeli. Molekulāro kinētikas teorijā šī ir ideāla gāze. Galvenie vienkāršojumi šeit ir paša molekulu apjoma nolaidība un to mijiedarbības enerģija. Izrādās, ka šāds modelis diezgan apmierinoši apraksta nepiesātināto tvaiku. Un jo mazāk piesātināts tas ir, jo likumīgāka ir tā piemērošana. Ideāla gāze ir gāze, tā nevar kļūt par tvaiku vai šķidrumu. Tāpēc piesātināta tvaika gadījumā šāds modelis nav piemērots.

Galvenās atšķirības starp piesātināto un nepiesātināto tvaiku

  1. Piesātināti nozīmē, ka objektam ir lielākais iespējamo parametru lielums. Tvaikam tā ir blīvums un spiediens . Šiem nepiesātinātā tvaika parametriem ir mazākas vērtības. Jo tālāk tvaiks ir no piesātinājuma, jo mazākas ir šīs vērtības. Viens precizējums: standarta temperatūrai jābūt nemainīgai.
  2. Nepiesātinātiem tvaikiem ir izpildīts Boyle-Mariotte likums : ja gāzes temperatūra un masa ir nemainīga, tilpuma palielināšanās vai samazinājums samazina vai palielina spiedienu ar tādu pašu daudzumu, spiediens un tilpums ir apgriezti proporcionāli. No maksimālā blīvuma un spiediena nemainīgā temperatūrā seko to neatkarība no piesātinātā tvaika apjoma, izrādās, ka piesātināta tvaika spiediens un tilpums nav atkarīgi viens no otra.
  3. Nepiesātinātiem tvaikiem blīvums nav atkarīgs no temperatūras, un, ja tilpums tiek saglabāts, blīvuma vērtība nemainās. Piesātinātā tvaika gadījumā, saglabājot tilpumu, mainās blīvums, ja mainās temperatūra. Atkarība šajā gadījumā ir tieša. Ja temperatūra paaugstinās, blīvums palielinās, ja temperatūra samazinās, mainās arī blīvums.
  4. Ja tilpums ir nemainīgs, nepiesātinātie tvaiki darbojas saskaņā ar Charles likumu: paaugstinoties temperatūrai, spiediens palielinās par tādu pašu daudzumu. Šādas attiecības sauc par lineāru. Piesātinātajā tvaikā, paaugstinoties temperatūrai, spiediens palielinās ātrāk nekā nepiesātināta tvaika spiediens. Atkarība ir eksponenciāla.

Apkopojot, mēs varam atzīmēt būtiskas atšķirības salīdzināmo objektu īpašībās. Galvenā atšķirība ir tāda, ka tvaiku, kas ir piesātināta, nevar uzskatīt par izolētu no šķidruma. Tā ir divkomponentu sistēma, kurai nevar piemērot lielāko daļu gāzes likumu.

Ieteicams

Kāda ir atšķirība starp mūža rentes un diferencētajiem maksājumiem?
2019
Kurš staigātājs ir labāks par "Oka" vai "Neva"?
2019
Kas atšķir matemātiku no lietišķās matemātikas
2019