Агрегатные состояния и фазовые переходы. Свойства паров

Агрегатные состояния и  фазовые переходы. Свойства паров.

1. Два типа фазовых переходов

Фа́за — химически однородная часть термодинамической системы, отделенная от других частей границами раздела, на которых физические свойства системы скачком изменяются. 

Фазовые переходы первого рода- обычные фазовые переходы (кипение, плавление, возгонка), которые сопровождаются скачкообразными изменениями внутренней энергии (поглощением или выделением скрытого тепла перехода). и объема. Поглощенное количество  теплоты  в точке фазового перехода не повышает температуру системы, а расходуется на перестройку молекулярного состояния. [pic 1]

 Фазовые переходы второго рода не сопровождаются выделением или поглощением скрытой теплоты, при этом  внутренняя энергия вещества и его объем не изменяются в точке перехода.

Тройна́я то́чка — точка на фазовой диаграмме P(T), где сходятся три линии фазовых переходов- плавления, кипения и сублимации... Обычно тройная точка определяется значением температуры и давления, при котором вещество может равновесно находиться в трёх агрегатных состояниях — твёрдом, жидком и газообразном. 

1. Парообразование и конденсация

Парообразование — процесс перехода вещества из жидкого состояния в газообразное. 

Парообразование может происходить непосредственно из твердого состояния — это называется возгонка (или сублимация). 

Совокупность молекул, вылетевших из вещества, называется паром этого вещества.

При парообразовании увеличиваются средние расстояния между молекулами. В результате потенциальная энергия взаимодействия частиц увеличивается (численное значение ее уменьшается, но она отрицательна). Таким образом, процесс парообразования связан с увеличением внутренней энергии вещества.

Переход из жидкого состояния в газообразное возможен двумя различными процессами: испарением и кипением.

Испарение — это парообразование, происходящее со свободной поверхности жидкости при любой температуре. Молекула может вылететь за пределы жидкости лишь тогда, когда ее кинетическая энергия превышает значение  работы, которую необходимо совершить, чтобы преодолеть силы молекулярного притяжения (работа выхода). Поэтому покинуть вещество могут только быстрые молекулы. В результате средняя кинетическая энергия оставшихся молекул уменьшается, а температура жидкости понижается. Для того, чтобы поддерживать температуру испаряющейся жидкости неизменной, к ней необходимо подводить некоторое количество теплоты

Свойства испарения:

• При испарении температура тела понижается.
• Скорость испарения определяется числом молекул, переходящих в пар с поверхности вещества за 1 с.

Скорость испарения зависит  от:

• Рода  вещества.
• Площади свободной поверхности жидкости;
• Плотности паров над поверхностью жидкости (давления).
• Движения окружающего воздуха (ветер);
• Температуры жидкости.

.Молекулы пара хаотически движутся. Поэтому некоторые из них могут снова возвратиться в жидкость.

Процесс перехода вещества из газообразного состояния в жидкое называется конденсацией.

При конденсации выделяется такое же количество теплоты, которое было затрачено при испарении.

1. Насыщенные и ненасыщенные пары

Над свободной поверхностью жидкости всегда имеются пары этой жидкости.. В закрытом сосуде одновременно с испарением жидкости происходит конденсация пара. Сначала число молекул, вылетающих из жидкости за 1 с, больше числа молекул, возвращающихся обратно, и плотность, а значит, и давление пара растет. Затем эти процессы выравниваются.  Такое состояние называют динамическим равновесием.