You might also like
Насытить пар можно тремя способами: понизив температуру ненасыщенного пара до точки росы, сжав его до той же температуры и увеличив давление, или повысив температуру жидкости в герметичном контейнере до точки кипения.
Рассмотрим подробнее каждый из этих методов получения насыщенного пара из ненасыщенного.
При каких условиях происходит фазовый переход?
Условиями для фазового перехода газа являются процессы испарения и конденсации. Насыщение происходит при следующих условиях
Испарение в закрытом контейнере.
В данном объеме количество молекул, которые могут испариться, ограничено до Испарение приводит к расширению исходного вещества и уменьшению его плотности. И наоборот, при увеличении плотности газа давление тает быстрее, чем температура. Дальнейшее нагревание при интенсивном испарении устраняет различия в состоянии вещества.
Образуется гомогенная фаза, и пар конденсируется. Это означает, что жидкость находится в динамическом равновесии с жидкостью. Для упрощения понимания: вода кипит в закрытой емкости и испаряется с поверхности. Образующийся влажный кумулус является продуктом насыщения.
Конденсация с усадкой до насыщения.
Когда происходит уменьшение объема или охлаждение, межмолекулярное пространство сужается, и частицы конденсируются ближе друг к другу. В этот момент жидкость не образуется, а пар конденсируется. Это пример облака перед выпадением дождя. Он сгущается и насыщается, но дождя еще нет.
Дисперсный пар из насыщенного пара может быть получен путем испарения из открытого контейнера. Плотный газ, образующийся при кипении в закрытом сосуде, теряет свою концентрацию при увеличении объема, если открыть сосуд.
Считается, что этот тип пара не достиг динамического равновесия. При нагревании молекулы воды свободно рассеиваются, заполняя окружающий воздух и теряя свою плотность.
Значения t°, при которых пар становится насыщенным и наоборот
Температурный режим является одним из основных параметров, определяющих переход паров из плотного состояния в инжектированное. Температура насыщения — это наивысшая мера тепла, при которой вещество сохраняет свои свойства, и наименьшее значение, при котором образуется пар.
Как только пар увеличивает плотность до заданного объема при температуре насыщения, он перестает увеличиваться в объеме. При заданном значении тепла невозможно достичь более высокой концентрации молекул. Это можно увидеть в таблице ниже.
| Температура °C | 0 | 20 | 40 | 60 | 80 | 100 |
| Плотность г/м3 | 4.8 | 17.3 | 52.0 | 133 | 293 | 589 |
| Давление Па | 613 | 2333 | 7330 | 19900 | 47343 | 101325 |
Количество теплоты, при котором пар насыщается в результате кипения, называется температурой кипения. Температура, при которой насыщение достигается при охлаждении, называется точкой росы.
Переход пара в расширенное состояние также регулируется температурой. Этот процесс зависит от способа получения насыщенного пара.
Плотный пар, полученный при интенсивной газификации, преобразуется в эффузивный пар по мере снижения теплового индекса. Когда нагрев прекращается, пар и вода остывают. Вода насыщается, и пар выходит наружу.
Конденсированный пар, полученный при охлаждении, преобразуется в выделяющийся пар по мере уменьшения подводимого тепла. Газ становится горячее, расширяется и теряет признаки насыщения.
Как можно перевести?
Переход пара из одной фазы в другую зависит от двух определяющих факторов. Насыщение выделяющегося газа может быть достигнуто путем изменения температуры и давления.
Преобразование путем изменения температуры.
Существует два способа повышения концентрации газообразного вещества путем изменения температуры. Таким образом, термометр может достичь верхней или нижней критической точки вещества.
-
При нагревании до температуры кипения вода нагревается до максимального значения и начинает сильно испаряться, образуя газообразное состояние выше линии поверхности.
Объем контейнера остается постоянным, так как крышка закрыта.
Повышение давления.
Повышая давление путем сжатия, можно перевести пар из разбавленного состояния в насыщенное.
Например, рассмотрим цилиндр с поршнем. В нем (в верхней части цилиндра) находится разбавленный пар. Происходит сжатие, и объем уменьшается (в среднем положении цилиндра).
При достижении минимального объема появляются капли, и пар становится насыщенным (в нижнем положении цилиндра). Концентрация газа достигает максимума.
Дальнейшее сжатие изменяет физическое состояние вещества. Газ превращается в жидкость.
Видео по теме статьи
В видеоролике объясняются насыщенные и ненасыщенные пары.
Заключение
Подводя итог статьи, можно сказать, что существует три способа преобразования ненасыщенного пара в насыщенный пар
- Охлаждение до насыщения — чем меньше тепла, тем ниже давление и
- Сжатие, а точнее повышение давления — в начале процесса перехода в жидкость и установления динамического равновесия с жидкостью, пар становится насыщенным, и
- испаряет жидкость до насыщения — нагревание увеличивает давление в закрытом контейнере.
Охлаждение и сжатие можно проводить отдельно или одновременно, с одинаковым результатом.
