Насыщенные и ненасыщенные пары

Ненасыщеные парыЕсли конденсированное вещество (тело) помещают в закрытый сосуд с жесткими стенками и поддерживают постоянной температуру стенок, то в результате испарения молекул с поверхности в объеме сосуда над поверхностью конденсированного тела (вне его) происходит накопление молекул. Концентрация молекул пара постепенно растет. Молекулы, сталкиваясь друг с другом, со стенками и хаотически меняя направление движения, неизбежно вновь сталкиваются с молекулами на поверхности конденсированного тела. После такого столкновения молекула может либо отскочить и вновь вернуться в объем, занятый паром, либо при «неудачном» для этой молекулы столкновении раздать свою избыточную энергию, взятую когда-то в долг у соседей, и вернуться к оседлой жизни в родном коллективе. Вероятности отскока молекулы от поверхности конденсированного тела после удара и прилипания к ней практически не зависят от температуры. Эксперименты с водой показывают, что вероятность отскока в 80 — 100 раз больше вероятности прилипания. Для других веществ это отношение может быть другим. Со временем достигается тепловое равновесие — это такое состояние динамического равновесия, при котором количество молекул, покидающих поверхность конденсированного тела в единицу времени, равно количеству молекул, возвращающихся обратно из состояния пара в конденсированное состояние. Над поверхностью конденсированного тела в этом случае находится насыщенный пар. Концентрация молекул в нём (и, соответственно, давление пара) зависит от температуры и от кривизны поверхности, отделяющей пар от конденсированного вещества.

Концентрация молекул вещества может отличаться от равновесной при данной температуре. Если она меньше, чем равновесная концентрация, то говорят, что пар ненасыщенный. Если концентрация молекул больше равновесной при данной температуре, то говорят, что пар пересыщенный. Равновесной считается концентрация, которая устанавливается со временем над плоской границей раздела жидкость — пар, или твердое тело — пар. Этой концентрации и температуре соответствует определенное давление пара — его называют давлением насыщенного пара при данной температуре.