Когда образец пара конденсируется в жидкость

Конденсация  это процесс, обратный процессу испарения. При конденсации молекулы пара ворачиваются в жидкость.

В закрытом сосуде жидкость и ее пар могут находиться в состоянии динамического равновесия, когда число молекул, вылетающих из воды, одинаково числу молекул, возвращающихся в жидкость из пара, т.е. когда скорости процессов испарения и конденсации одинаковы. Такую систему нарекают двухфазной. Пар, находящийся в равновесии со своей жидкостью, нарекают насыщенным.

Число молекул, вылетающих с единицы площади поверхности воды за одну секунду, зависит от температуры жидкости. Число молекул, возвращающихся из пара в жидкость, зависит от концентрации молекул пара и от средней скорости их теплового движения, которая определяется температурой пара. Отсюда следует, что для данного вещества концентрация молекул пара при равновесии воды и ее пара определяется их сбалансированной температурой. Установление динамического равновесия меж процессами испарения и конденсации при повышении температуры происходит при более высоких концентрациях молекул пара. Так как давление газа (пара) определяется его концентрацией и температурой, то можно сделать вывод: давление насыщенного пара р0 данного вещества зависит только от его температуры и не зависит от объема. Потому изотермы реальных газов на плоскости (p, V) содержат горизонтальные участки, подходящие двухфазной системе.

При повышении температуры давление насыщенного пара и его плотность вырастают, а плотность воды убавляется из-за термического расширения. При температуре, одинаковой критичной температуре Tкр для данного вещества, плотности пара и жидкости становятся схожими. При Т gt; Ткр исчезают физические различия между жидкостью и ее насыщенным паром.

Рассмотрим, что происходит, когда образец газа в состоянии, отмеченном точкой А на рис. 10.3, сжимается при постоянной температуре.

Поблизости точки A давление вырастает примерно по закону Бойля. Приметные отличия от закона Бойля начинают наблюдаться, когда объем становится соизмеримым со значением, указанным точкой В.

В точке С сходство с образцовым поведением стопроцентно пропадает, так как оказывается, что последующее уменьшение объема не вызывает роста давления; это показано горизонтальной чертой CDE. Исследование содержимого сосуда указывает, что сходу за точкой С возникает жидкость, и можно следить две фазы, разбитые резко обозначенной границей

поверхностью раздела. Поскольку при убавленьи объема газ конденсируется, он не оказывает противодействия последующему движению поршня. Давление, подходящее полосы CDE, когда жидкость и пар находятся в равновесии, величается давлением пара жидкости при температуре опыта.