Qual è la differenza tra vapore saturo e vapore insaturo?

Prima di rispondere alla domanda posta nel titolo dell'articolo, vediamo che cos'è un vapore. Le immagini che si verificano nella maggior parte delle persone con questa parola: un bollitore bollente o una casseruola, un bagno turco, una bevanda calda e molte altre immagini simili. Ad ogni modo, nelle nostre idee c'è una sostanza liquida e una sostanza gassosa che sale sopra la sua superficie. Se ti viene chiesto di dare un esempio di vapore, ricorderai immediatamente vapore acqueo, vapore alcolico, etere, benzina, acetone.

C'è un'altra parola per gli stati gassosi: il gas . Qui di solito ricordiamo l'ossigeno, l'idrogeno, l'azoto e altri gas, senza associarli ai liquidi appropriati. È noto che esistono allo stato liquido. A prima vista, le differenze risiedono nel fatto che il vapore corrisponde a liquidi naturali, e i gas devono essere liquefatti in modo specifico. Tuttavia, questo non è completamente vero. Inoltre, le immagini derivanti dalla parola vapore - vapore non lo sono. Per dare una risposta più precisa, vediamo come nasce il vapore.

Qual è la differenza tra vapore e gas?

Lo stato aggregato della materia è determinato dalla temperatura, più precisamente, dal rapporto tra l'energia con la quale le sue molecole interagiscono e l'energia del loro movimento caotico termico. Approssimativamente, possiamo supporre che se l'energia di interazione è molto più grande - uno stato solido, se l'energia del movimento termico è molto maggiore - gassosa, se l'energia comparabile è - liquida.

Molecola di gas

Si scopre che la molecola potrebbe staccarsi dal liquido e partecipare alla formazione di vapore, la quantità di energia termica deve essere maggiore dell'energia di interazione. Come può accadere? Il tasso medio di movimento termico delle molecole è uguale ad un certo valore, a seconda della temperatura. Tuttavia, le singole velocità delle molecole sono diverse: la maggior parte di esse ha velocità prossime al valore medio, ma alcune hanno velocità superiori alla media, altre meno.

Le molecole più veloci possono avere energia termica maggiore dell'energia di interazione, e quindi, una volta sulla superficie del liquido, sono in grado di staccarsi da esso, formando vapore. Questo metodo di vaporizzazione è chiamato evaporazione . A causa della stessa distribuzione di velocità, esiste un processo opposto: la condensazione: le molecole del vapore passano nel liquido. A proposito, le immagini che di solito si verificano quando le coppie di parole non sono vapore, ma il risultato del processo opposto - condensazione. Il vapore non può essere visto.

evaporazione

Il vapore in determinate condizioni può diventare liquido, ma per questo la sua temperatura non deve superare un determinato valore. Questo valore è chiamato la temperatura critica. Il vapore e il gas sono stati gassosi caratterizzati dalla temperatura alla quale esistono. Se la temperatura non supera il critico - vapore, se supera - gas. Se la temperatura viene mantenuta costante e il volume viene ridotto, il vapore viene liquefatto, il gas non viene liquefatto.

Cos'è il vapore saturo e insaturo

La parola "saturo" contiene alcune informazioni, è difficile saturare una vasta area di spazio. Quindi, per ottenere vapore saturo, è necessario limitare lo spazio in cui si trova il fluido . La temperatura deve essere meno critica per questa sostanza. Ora le molecole evaporate rimangono nello spazio in cui si trova il liquido. Innanzitutto, la maggior parte delle transizioni di molecole si verificherà dal liquido, mentre la densità di vapore aumenterà. Questo a sua volta causerà un maggior numero di transizioni inverse di molecole in un liquido, che aumenterà la velocità del processo di condensazione.

Infine, viene stabilito uno stato per il quale il numero medio di molecole che si spostano da una fase all'altra sarà uguale. Questo stato è chiamato equilibrio dinamico . Questo stato è caratterizzato dallo stesso cambiamento nell'ampiezza e nella direzione dei tassi di evaporazione e condensazione. Questo stato corrisponde a una coppia satura. Se lo stato di equilibrio dinamico non viene raggiunto, ciò corrisponde a una coppia insatura.

Inizia lo studio di alcuni oggetti, sempre con il modello più semplice. In una teoria cinetica molecolare, questo è un gas ideale. Le principali semplificazioni qui sono l'abbandono del proprio volume di molecole e l'energia della loro interazione. Si scopre che un tale modello descrive in modo abbastanza soddisfacente il vapore insaturo. E meno è saturo, più è legittima la sua applicazione. Un gas ideale è un gas, non può diventare né vapore né liquido. Pertanto, per il vapore saturo, un tale modello non è adeguato.

Le principali differenze tra vapore saturo e insaturo

  1. Saturato significa che l'oggetto ha il maggior valore possibile di alcuni parametri. Per il vapore, è la densità e la pressione . Questi parametri per il vapore insaturo hanno valori più piccoli. Più il vapore è lontano dalla saturazione, più piccoli sono questi valori. Un chiarimento: la temperatura di riferimento dovrebbe essere costante.
  2. Per il vapore insaturo, la legge di Boyle-Mariotte è soddisfatta: se la temperatura e la massa del gas sono costanti, un aumento o una diminuzione del volume provoca una diminuzione o un aumento della pressione della stessa quantità, la pressione e il volume sono inversamente proporzionali. Dalla densità e dalla pressione massime a temperatura costante, la loro indipendenza dal volume di vapore saturo segue, si scopre che per il vapore saturo, la pressione e il volume non dipendono l'uno dall'altro.
  3. Per il vapore insaturo, la densità non dipende dalla temperatura e se il volume viene mantenuto, anche il valore di densità non cambia. Per il vapore saturo, mantenendo il volume, la densità cambia se cambia la temperatura. La dipendenza in questo caso è diretta. Se la temperatura aumenta, la densità aumenta, se la temperatura diminuisce, anche la densità cambia.
  4. Se il volume è costante, il vapore insaturo si comporta in conformità con la legge di Charles: all'aumentare della temperatura, la pressione aumenta della stessa quantità. Tale relazione è detta lineare. Nel vapore saturo, all'aumentare della temperatura, la pressione aumenta più rapidamente di quella del vapore insaturo. La dipendenza è esponenziale.

Riassumendo, possiamo notare differenze significative nelle proprietà degli oggetti che vengono confrontati. La differenza principale è che il vapore, in uno stato di saturazione, non può essere considerato isolatamente dal suo liquido. Questo è un sistema a due componenti a cui non è possibile applicare la maggior parte delle leggi sui gas.

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