Mielőtt megválaszolnánk a cikk címében feltett kérdést, megértjük, mi az a gőz. A képek, amelyek a legtöbb embernél ezzel a szót tartalmaznak: forró vízforraló vagy fazék, gőzfürdő, forró ital és még sok más hasonló kép. Így vagy úgy, elképzeléseinkben folyadék és gáznemű anyag emelkedik felszíne fölé. Ha felkérést kapnak, hogy adjon példát a gőzről, azonnal felidézi a vízgőzt, egy pár alkoholt, étert, benzint, acetont.
Van még egy szó a gáznemű állapotokra - gáz. Itt általában oxigént, hidrogént, nitrogént és más gázokat idézünk elő anélkül, hogy összekapcsolnánk őket a megfelelő folyadékokkal. Jól ismert, hogy folyékony állapotban vannak. Első pillantásra a különbség az, hogy a gőz megfelel a természetes folyadékoknak, és a gázokat speciálisan cseppfolyósítani kell. Ez azonban nem egészen igaz. Sőt, a szópárokból származó képek nem gördülékenyek. A pontosabb válasz megadása érdekében nézzük meg, hogyan alakul ki a gőz..
Mi a különbség a gőz és a gáz között??
Az anyag aggregált állapotát a hőmérséklet határozza meg, pontosabban az molekula kölcsönhatásba lépő energiája és hő kaotikus mozgása energiájának aránya. Körülbelül azt feltételezhetjük, hogy ha az interakciós energia sokkal nagyobb, akkor szilárd állapotú, ha a hőmozgás energiája sokkal nagyobb, akkor gáznemű, ha az energiák összehasonlíthatók, akkor folyékony.
Gáz molekula
Kiderült, hogy a molekula leválhat a folyadékról és részt vehet a gőzképződésben, a hőenergia értékének nagyobbnak kell lennie, mint az interakciós energia. Hogyan történhet ez? A molekulák hőmérsékleti mozgásának átlagos sebessége a hőmérséklettől függően egy bizonyos értékkel egyenlő. A molekulák egyedi sebességei azonban különböznek: legtöbbjük sebessége megközelíti az átlagértéket, de egy rész sebessége átlagnál nagyobb, mások kisebb.
A gyorsabb molekulák hőenergiája meghaladhatja a kölcsönhatás energiáját, ami azt jelenti, hogy ha egy folyadék felületére kerülnek, el tudnak szakadni tőle, és gőzt képeznek. Ezt a párolgási módszert nevezzük párolgás. Ugyanazon sebesség-eloszlás következtében egy ellentétes folyamat van - kondenzáció: a gőzből származó molekulák átjutnak a folyadékba. Egyébként a képek, amelyek általában a szópárokkal fordulnak elő, nem párok, hanem az ellenkező folyamat - kondenzáció - eredménye. Nem látsz gőzt.
párolgás
A gőz bizonyos körülmények között folyadékká válhat, de ehhez a hőmérséklete nem haladhatja meg egy bizonyos értéket. Ezt az értéket kritikus hőmérsékletnek nevezzük. A gőz és a gáz olyan gáznemű állapotok, amelyek hőmérséklete különbözik egymástól. Ha a hőmérséklet nem haladja meg a kritikus - gőzt, ha meghaladja - a gázt. Ha állandó hőmérsékletet tart, és csökkenti a térfogatot, akkor a gőz cseppfolyósul, a gáz nem cseppül fel.Mi telített és telítetlen gőz
A "telített" szó magában hordoz bizonyos információt; nehéz egy nagy területet telíteni. Tehát, hogy telített gőzt kapjon, szüksége van korlátozza a folyadék helyét. A hőmérsékletnek ezen anyagnál kritikusnál alacsonyabbnak kell lennie. Most a párolgott molekulák abban a térben maradnak, ahol a folyadék található. Először a molekuláris átmenetek nagy része a folyadékból következik be, miközben a gőzsűrűség növekszik. Ez viszont több molekulának a folyadékba való fordított átalakulását idézi elő, ami növeli a kondenzációs folyamat sebességét.
Végül létrejön egy olyan állapot, amelyben az egyik fázisból a másikba áthaladó molekulák átlagos száma megegyezik. Ezt a feltételt hívják dinamikus egyensúly. Ezt az állapotot a párolgási és kondenzációs sebesség nagyságának és irányának azonos változása jellemzi. Ez az állapot telített párnak felel meg. Ha a dinamikus egyensúly állapotát nem érték el, ez telítetlen párnak felel meg.
Elkezdenek tárgyat tanulmányozni, mindig annak legegyszerűbb modelljével. A molekuláris kinetikai elméletben ez ideális gáz. A fő egyszerűsítések itt a molekulák belső térfogatának és kölcsönhatásuk energiájának elhanyagolása. Kiderült, hogy egy ilyen modell kielégítően leírja a telítetlen gőzt. Sőt, minél kevésbé telített, annál legálisabb a használata. Ideális gáz a gáz, nem válik gőzzé vagy folyadéká. Ezért a telített gőz esetében ez a modell nem megfelelő.
A fő különbségek a telített gőz és a telítetlen között
- Telített azt jelenti, hogy ennek az objektumnak a lehető legtöbb értéke van néhány paraméternél. Pár számára az sűrűség és nyomás. Ezek a telítetlen gőz paraméterek alacsonyabbak. Minél távolabbi a gőz a telítettségtől, annál kisebb ezek a mennyiségek. Egy pontosítás: a referencia-hőmérsékletnek állandónak kell lennie.
- Telítetlen gőzökhöz Boyle-Marriott törvény: ha a gáz hőmérséklete és tömege állandó, a térfogat növekedése vagy csökkenése ugyanolyan mennyiségű nyomáscsökkenést vagy növekedést okoz, a nyomás és a térfogat fordítva vannak összefüggésben. Az állandó hőmérsékleten mért maximális sűrűség és nyomás alapján függetlenségük a telített gőz térfogatától következik, és kiderül, hogy telített gőz esetén a nyomás és a térfogat függetlenek egymástól.
- Telítetlen gőzökhöz sűrűség a hőmérséklettől függetlenül, és ha a térfogat megmarad, a sűrűség értéke nem változik. Telített gőz esetén a térfogat fenntartása mellett a sűrűség megváltozik, ha a hőmérséklet megváltozik. A függőség ebben az esetben közvetlen. Ha a hőmérséklet emelkedik, a sűrűség növekszik, ha a hőmérséklet csökken, a sűrűség is megváltozik..
- Ha a térfogat állandó, a telítetlen gőz Charles törvényének megfelelően viselkedik: amikor a hőmérséklet megemelkedik, a nyomás annyira növekszik. Egy ilyen kapcsolatot lineárisnak hívnak. Telített gőzzel, a hőmérséklet növekedésével a nyomás gyorsabban nő, mint a telítetlen gőzzel. A függőség exponenciális.
Összefoglalva megállapíthatjuk, hogy az összehasonlított objektumok tulajdonságai között jelentős különbségek vannak. A fő különbség az, hogy a gőz telített állapotban nem tekinthető folyadékától elkülönítve. Ez egy kétkomponensű rendszer, amelyre a legtöbb gázszabály nem alkalmazható..
