Насыщенный пар/кипение

[Vladimirkey]

Добрый день, хотел бы уточнить вот какие вопросы:
Например, на плите стоит вода с незакрытой крышкой и кипит.
1) Вопрос, пар, который образуется при данном кипении является ли насыщенным?
Я считаю, что не является, потому что нет крышки, пар просто выходит в атмосферу, хотя, с другой стороны в пузырьках, которые образуются в жидкости находится насыщенный пар, ведь он потом и выходит наружу, не понятно. В книгах рисуют обычно насыщенный пар находящийся в закрытом пространстве.
2) Всегда ли при кипении пар является насыщенным?
3) На диаграммах состояния есть две оси - давление и температура, например, диаграмма состояния воды (в каком агрегатном состоянии находится вода при соответствующих давлениях и температурах). Давление, которое указано на данных диаграммах - давление какого вещества, самой воды, пара или вообще любое внешнее давление не зависимо от того, какое вещество? (Как, например воздух над водой, именно давление воздуха как внешнее давление). О каком давлении речь? (Или же, здесь не важно, главное, чтобы было конкретное значение давления чего-либо?)
4) Если бы не было внешнего давления атмосферного, то, налив воду, вода бы сразу закипала вследствие того, что над водой образовывался бы насыщенный пар, а условие кипения такое, что давление внутри пузырька должно быть равно внешнему давлению, следовательно, это происходило бы сразу? Но при какой температуре?

Знания не особо уложились по насыщенному пару и его связью с кипением. Спасибо.

[rockclimber]

Vladimirkey в сообщении #1353826 писал(а):

Например, на плите стоит вода с незакрытой крышкой и кипит.

Перед тем, как переходить к реальным системам, лучше начать с некоторых идеальных моделей, из которых убрано все лишнее. Например, замкнутый сосуд, в котором налита жидкость, а над жидкостью только пар этой жидкости и ничего больше.
Допустим, давление насыщенного пара в этой системе при данной температуре $100 \text{кПа}$, пар сжали поршнем так, что фактическое давление пара стало $150 \text{кПа}$. Что будет происходить в этой систме?

[realeugene]

Vladimirkey в сообщении #1353826 писал(а):

1) Вопрос, пар, который образуется при данном кипении является ли насыщенным?

Когда вы пар видите, он всегда насыщенный.

[rockclimber]

realeugene в сообщении #1353841 писал(а):

Vladimirkey в сообщении #1353826 писал(а):

1) Вопрос, пар, который образуется при данном кипении является ли насыщенным?

Когда вы пар видите, он всегда насыщенный.

Тот пар, который вы видите, на самом деле жидкость, а не пар.

[realeugene]

rockclimber в сообщении #1353842 писал(а):

Тот пар, который вы видите, на самом деле жидкость, а не пар.

Жидкость в насыщенном паре.

[Munin]

Туман, точнее говоря.

И нет, не обязательно в насыщенном.

[realeugene]

Munin в сообщении #1353845 писал(а):

И нет, не обязательно в насыщенном.

Над кастрюлей - с хорошей точностью.

[Munin]

Увы, тоже нет.

[Vladimirkey]

rockclimber в сообщении #1353830 писал(а):

Vladimirkey в сообщении #1353826 писал(а):

Например, на плите стоит вода с незакрытой крышкой и кипит.

Перед тем, как переходить к реальным системам, лучше начать с некоторых идеальных моделей, из которых убрано все лишнее. Например, замкнутый сосуд, в котором налита жидкость, а над жидкостью только пар этой жидкости и ничего больше.
Допустим, давление насыщенного пара в этой системе при данной температуре $100 \text{кПа}$, пар сжали поршнем так, что фактическое давление пара стало $150 \text{кПа}$. Что будет происходить в этой систме?

Изотермическое ли сжатие? Если да, то давление насыщенного пара не изменится. Если нет, то произойдет изменение давления насыщенного пара из-за увеличения температуры.

[realeugene]

Munin в сообщении #1353850 писал(а):

Увы, тоже нет.

Вы конденсационные следы за самолётами помните? Они образуются за доли секунды. Над водяными каплями процессы конденсации/испарения быстры, а над крупными хорошо видимыми каплями давление насыщенного пара не зависит от их радиуса. Так что, что именно вы имеете в виду?

[GraNiNi]

Vladimirkey в сообщении #1353826 писал(а):

4) Если бы не было внешнего давления атмосферного, то, налив воду, вода бы сразу закипала вследствие того, что над водой образовывался бы насыщенный пар, а условие кипения такое, что давление внутри пузырька должно быть равно внешнему давлению, следовательно, это происходило бы сразу? Но при какой температуре?

Здесь нужно отличать кипение от испарения.

В данном случае - будет испарение и над водой создастся давление насыщенного пара соответствующее ее температуре.

В замкнутом пространстве над водой (или льдом) всегда будет насыщенный водяной пар.
Например, в холодильнике где температура +5°С, или даже в морозильнике, где -18°С.

Кипение же, которое характеризуется образованием пузырьков пара, отличается от испарения тем, что оно происходит всегда при некотором перегреве той поверхности, на которой образуется пузырек. Соответственно и давление пара воды внутри пузырька будет несколько выше стандартного давления для данной температуры кипения.

Вот так выглядит перегрев при кипении воды.

[wrest]

Vladimirkey
Скажите, вы слыхали о концепции парциального давления?

Вообще, над жидкостью в замкнутом сосуде в устоявшемся, так сказать, режиме, не может быть пара другой концентрации кроме насыщенного, просто по определению насыщенного пара как такого, который находится в равновесии со своей жидкостью. Так что если у вас в замкнутом сосуде налита смесь каких-то жидкостей и установилось равновесие, то знайте: все пары этих жидкостей в сосуде - насыщенные :)

Vladimirkey в сообщении #1353826 писал(а):

4) Если бы не было внешнего давления атмосферного, то, налив воду, вода бы сразу закипала вследствие того, что над водой образовывался бы насыщенный пар, а условие кипения такое, что давление внутри пузырька должно быть равно внешнему давлению, следовательно, это происходило бы сразу? Но при какой температуре?

Ну тут надо уточнить что имеется в виду (например если есть гравитация, то есть и давление - на глубине). Но в целом да -- вода бы быстро вскипела, стала интенсивно испаряться, температура бы её падала, пока неиспарившаяся вода бы не замерзла. Для жидкой воды нужно ненулевое (бОльшее $610$ Па) давление, если давление меньше то вода не может быть жидкой: тогда она или лёд или пар.
Интересный вопрос что будет если вылить в космос кубометр воды, скажем комнатной температуры...

[realeugene]

GraNiNi в сообщении #1353876 писал(а):

Вот так выглядит перегрев при кипении воды.

Это откуда график? Даже просто измерить температуру воздуха на расстоянии в сантиметр от поверхности с точностью 0.1 градуса непросто.

[wrest]

GraNiNi в сообщении #1353876 писал(а):

Вот так выглядит перегрев при кипении воды.

Тут нужны пояснения температура чего именно показана. Мои измерения, пирометром, показывают что при кипении воды и снятой с кастрюли крышки, температура поверхности заметно меньше 100 градусов. При надетой крышке около 100 (у пирометра погрешность полтора градуса). Площадь которую захватывает пирометр ну наверное 4-5 квадратных сантиметров (т.е. по ней, видимо, усредняется).

[realeugene]

wrest в сообщении #1353886 писал(а):

Тут нужны пояснения температура чего именно показана.

Тут нужен первоисточник графика. Перегрев поверхности в 9 градусов выглядит крайне сомнительно.

А, это расстояние от поверхности нагрева? Всё равно очень странно, и скачок температуры на поверхности воды не менее странен.