什么叫飽和溫度、飽和壓力,它們與沸點(diǎn)、蒸發(fā)溫度、冷凝溫度等有什么樣的關(guān)系?
??? 飽和溫度與飽和壓力是氣液平衡中的術(shù)語(yǔ)。如果在一密閉的容器中未充滿液體,則部分液體分子將進(jìn)入上部空間,稱為“蒸發(fā)”。隨著空間內(nèi)蒸氣分子數(shù)目增加,它所產(chǎn)生的蒸氣壓力也提高,到一定的時(shí)候,空間內(nèi)的蒸氣分子數(shù)目不再增加,此時(shí),離開(kāi)液體的分子數(shù)與從空間返回液體的分子數(shù)達(dá)到了動(dòng)態(tài)平衡,也叫達(dá)到了“飽和狀態(tài)”。這時(shí)蒸氣所產(chǎn)生的壓力叫“飽和壓力”。對(duì)同一種物質(zhì),飽和壓力的高低與溫度有關(guān)。溫度越高,分子具有的能量越大,越容易脫離液體而氣化,相應(yīng)的飽和壓力也越高。一定的溫度,對(duì)應(yīng)一定的飽和壓力,二者不是獨(dú)立的。因此,在飽和狀態(tài)下,飽和壓力所對(duì)應(yīng)的溫度也叫“飽和溫度”。通??蓮氖謨?cè)中查到各種物質(zhì)的飽和溫度與飽和壓力的關(guān)系。
平常見(jiàn)到的水在空氣中的氣化過(guò)程可分為蒸發(fā)和沸騰兩類。蒸發(fā)是在水的表面進(jìn)行,沸騰是在液體內(nèi)部同時(shí)發(fā)生氣化的過(guò)程。在一定的壓力下,當(dāng)液體溫度升高到產(chǎn)生沸騰時(shí)的溫度叫“沸點(diǎn)ts”。
對(duì)純物質(zhì)來(lái)說(shuō),蒸發(fā)與沸騰沒(méi)有本質(zhì)的區(qū)別,沸點(diǎn)也叫“蒸發(fā)溫度”。例如對(duì)圖6中密閉在定壓容器內(nèi)的液體進(jìn)行加熱時(shí),開(kāi)始液體的溫度t低于沸點(diǎn)ts,全部處于液態(tài),叫過(guò)冷液體(圖6a);當(dāng)對(duì)液體加熱溫度升高到沸點(diǎn)時(shí)(圖6b),液體將開(kāi)始?xì)饣?,叫飽和液體;在氣化階段,蒸氣的數(shù)量不斷增加,溫度維持沸點(diǎn)不變(圖6c),直至液體全部氣化成蒸氣(圖6d),叫飽和蒸氣。在氣化階段容器內(nèi)的氣液具有相同的溫度。沸點(diǎn)與壓力的關(guān)系,和飽和溫度與飽和壓力的關(guān)系相同。因此,沸點(diǎn)就是同樣壓力下的飽和溫度。二者具有相同的意義,只是不同的說(shuō)法。把氣液共存的狀態(tài)叫處于飽和狀態(tài)。對(duì)飽和蒸氣繼續(xù)加熱,蒸氣的溫度才升高,超過(guò)飽和溫度,叫過(guò)熱蒸氣(圖6e)。
冷凝過(guò)程是蒸發(fā)的反過(guò)程。對(duì)純物質(zhì),冷凝溫度也叫液化溫度,它等于相同壓力下的蒸發(fā)溫度。飽和溫度則可將二者統(tǒng)一起來(lái)。
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