11.8
W układzie zamkniętym, w równowadze para-ciecz, kondensacja i parowanie zachodzą w tym samym tempie, bez zmiany netto mas obu faz.
Ciśnienie parcjalne wywierane przez fazę gazową w równowadze dynamicznej z jej cieczą nazywa się prężnością pary. Im więcej cząsteczek znajduje się w fazie gazowej, tym wyższa będzie prężność pary.
Zatem prężność pary jest odzwierciedleniem tendencji cząsteczek cieczy do ucieczki do fazy parowej w danej temperaturze. Jest to wielkość mierzalna, rządzona siłami międzycząsteczkowymi.
Zmienność jakościowo opisuje tę tendencję, w oparciu o prężność par cieczy utrzymywanych w tych samych warunkach.
Na przykład porównaj heksan i wodę utrzymywaną w tej samej temperaturze. Ponieważ heksan wykazuje słabe siły dyspersji, a woda wykazuje silne wiązania wodorowe, heksan paruje łatwiej niż woda.
W układzie zamkniętym w stanie równowagi heksan ma wyższą prężność pary niż woda: heksan jest lotny, podczas gdy woda jest nielotna.
Rozkład energii cieplnej w fazie ciekłej jest funkcją temperatury. Podgrzewanie cieczy podnosi jej temperaturę, co wskazuje, że cząsteczki mają wyższe energie cieplne, co prowadzi do większej szybkości parowania i wyższej prężności pary.
Gdy prężność pary zrówna się z ciśnieniem zewnętrznym, ciecz zaczyna wrzeć, a temperatura, w której to się dzieje, nazywana jest temperaturą wrzenia cieczy.
Normalna temperatura wrzenia cieczy to temperatura, w której prężność pary cieczy wynosi 1 atm. Jednak przy innym ciśnieniu zewnętrznym ciecz zagotuje się w temperaturze innej niż normalna temperatura wrzenia.
Na przykład na standardowym poziomie morza, gdzie ciśnienie atmosferyczne wynosi 1 atm, woda wrze w temperaturze 100 °C. Na większej wysokości - gdzie ciśnienie atmosferyczne jest mniejsze niż 1 atm - faza parowa wymaga mniejszej liczby cząsteczek, aby zrównać się z niższym ciśnieniem zewnętrznym. To wyjaśnia, dlaczego woda gotuje się w niższej temperaturze.
W szybkowarze wyższe ciśnienie zewnętrzne wymaga większej ilości cząsteczek fazy gazowej, co wymaga wrzenia wody o wyższej temperaturze.
Kiedy ciecz odparowuje w zamkniętym naczyniu, cząsteczki gazu nie mogą się z niego wydostać. Ponieważ te cząsteczki fazy gazowej poruszają się losowo,…
Copyright © 2026 MyJoVE Corporation. Wszelkie prawa zastrzeżone.