Насыщенный пар/кипение

[realeugene]

GraNiNi в сообщении #1353946 писал(а):

Извольте: стр.111

Учебник - это хорошо, спасибо. В нём интереснее график 4-3 на странице 113. Утверждается, что он нарисован для кипения при атмосферном давлении на "технических металлических поверхностях".

-- 14.11.2018, 14:07 --

Vladimirkey в сообщении #1353954 писал(а):

Получается тогда, что насыщенный пар - пар, находящийся СТРОГО в динамическом равновесии с жидкостью, здесь важное слово в "равновесии".

Да, именно так. Причём, с плоской поверхностью жидкости, если строго. Но часто отличие небольшое.

[DimaM]

Vladimirkey в сообщении #1353954 писал(а):

Получается тогда, что насыщенный пар - пар, находящийся СТРОГО в динамическом равновесии с жидкостью, здесь важное слово в "равновесии".

Для строгости еще нужно добавить про плоскую поверхность.

[wrest]

Vladimirkey в сообщении #1353954 писал(а):

Получается тогда, что насыщенный пар - пар, находящийся СТРОГО в динамическом равновесии с жидкостью, здесь важное слово в "равновесии".

Это определение термина "насыщенный пар", да. С него надо было начинать ;)

[Vladimirkey]

wrest в сообщении #1353962 писал(а):

Vladimirkey в сообщении #1353954 писал(а):

Получается тогда, что насыщенный пар - пар, находящийся СТРОГО в динамическом равновесии с жидкостью, здесь важное слово в "равновесии".

Это определение термина "насыщенный пар", да. С него надо было начинать ;)

А то, что пар начинает конденсироваться при достижении точки росы связано с тем, что молекулы настолько близко начинают находиться, тем самым группируясь уже в жидкость?

[realeugene]

Vladimirkey в сообщении #1353965 писал(а):

А то, что пар начинает конденсироваться при достижении точки росы связано с тем, что молекулы настолько близко начинают находиться, тем самым группируясь уже в жидкость?

Нет. Это связано с наличием в воздухе ядер конденсации, всяких аэрозолей. В специально очищенном воздухе требуется некоторое пересыщение для начала самопроизвольной конденсации за счёт флуктуаций. Но после появления водяных капель они быстро растут и давление пара быстро падает до насыщенного.

[wrest]

Vladimirkey в сообщении #1353965 писал(а):

А то, что пар начинает конденсироваться при достижении точки росы связано с тем, что молекулы настолько близко начинают находиться, тем самым группируясь уже в жидкость?

Я бы вам посоветовал пока не углубляться в молекулярные вопросы :) Потому что внезапно может выясниться, что мир не такой, как кажется :) Для этой темы, как мне кажется, важно то, что есть свойства веществ (и воды в том числе), что они испаряются\конденсируются\кристаллизуются, в соответствии с фазовой диаграммой их состояния. Что если концентрация пара повышается сверх той при которой он насыщенный, то начинается конденсация (хотя на самом деле может существовать и пересыщенный пар, и он существует - см. апример "камера Вильсона"), что вода замерзает при нуле (хотя на самом деле может быть и переохлажденная вода - вы даже можете проделать опыт сами, а само явление используется в так называемых химических грелках), что кипит при атмосферном давлении при 100 градусах (хотя на самом деле может существовать и перегретая вода).
По каждой из причин почему "на самом деле" может быть не так как на фазовой диаграмме, имхо, лучше создавать новую тему (если есть непонятки).

[GraNiNi]

realeugene в сообщении #1353957 писал(а):

В нём интереснее график 4-3 на странице 113. Утверждается, что он нарисован для кипения при атмосферном давлении на "технических металлических поверхностях".

Да, картинка весьма примечательна.

Из нее видно что кипение начинается только когда перегрев нагреваемой поверхности достигнет 6 градусов, а затем непрерывно возрастает вплоть до 20-30 градусов, где интенсивность пузырькового кипения достигает максимума.

Этот график характерен для некой металлической поверхности.
Для других поверхностей, например стеклянных, где микродефектов поверхности (центров парообразования) очень мало - он может быть другим.

В связи с этим вспоминается случай в лаборатории, когда нагревали в колбе некий раствор и почему-то забыли положить туда кипелки - кусочки и осколки керамических трубок.
Раствор долго не хотел закипать, а затем неожиданно резко вскипел и все содержимое оказалось на потолке!

[realeugene]

GraNiNi в сообщении #1353988 писал(а):

Из нее видно что кипение начинается только когда перегрев нагреваемой поверхности достигнет 6 градусов, а затем непрерывно возрастает вплоть до 20-30 градусов, где интенсивность пузырькового кипения достигает максимума.

Да, после чего кипение переходит в плёночный режим, и вернуться в пузырьковый режим оно может только при снижении теплового потока до уровня, соответствующего перегреву 7 градусов в пузырьковом режиме. Т. е. существует гистерезис.

[Vladimirkey]

wrest в сообщении #1353974 писал(а):

Vladimirkey в сообщении #1353965 писал(а):

А то, что пар начинает конденсироваться при достижении точки росы связано с тем, что молекулы настолько близко начинают находиться, тем самым группируясь уже в жидкость?

Я бы вам посоветовал пока не углубляться в молекулярные вопросы :) Потому что внезапно может выясниться, что мир не такой, как кажется :) Для этой темы, как мне кажется, важно то, что есть свойства веществ (и воды в том числе), что они испаряются\конденсируются\кристаллизуются, в соответствии с фазовой диаграммой их состояния. Что если концентрация пара повышается сверх той при которой он насыщенный, то начинается конденсация (хотя на самом деле может существовать и пересыщенный пар, и он существует - см. апример "камера Вильсона"), что вода замерзает при нуле (хотя на самом деле может быть и переохлажденная вода - вы даже можете проделать опыт сами, а само явление используется в так называемых химических грелках), что кипит при атмосферном давлении при 100 градусах (хотя на самом деле может существовать и перегретая вода).
По каждой из причин почему "на самом деле" может быть не так как на фазовой диаграмме, имхо, лучше создавать новую тему (если есть непонятки).

Хорошо.
Я вас понял, хотел бы уточнить: Есть утверждение, что любое вещество может находиться в различных агрегатных состояниях при определенном соотношении температур и давления. Про температуру понятно, при различной температуре самого вещества, агрегатное состояние которого мы рассматриваем, а вот о давлении чего идет речь (какого вещества)?

Например, при определенном соотношении давления и температур вода находится в твердом состоянии, но, давлении чего, не самого ведь льда, как я думаю: давления, которое находится над льдом и это может быть абсолютно любое вещество, главное, чтобы значение давления было соответствующее?
Так же, можно найти, что при температуре кипения (нахождение воды в кривой, разделяющую две фазы - жидкость/пар) в $100$ градусов, давление $101,3$ кПа. Данное давление - они имеют ввиду при давлении воздуха или же, при давлении насыщенных паров воды при этой температуре?

Разъясните, пожалуйста, о чем здесь речь при определении агрегатного состояния и давление чего они имеют ввиду все-таки?

[DimaM]

Vladimirkey в сообщении #1353995 писал(а):

а вот о давлении чего идет речь (какого вещества)?

Того же самого вещества.

Vladimirkey в сообщении #1353995 писал(а):

Так же, можно найти, что при температуре кипения (нахождение воды в кривой, разделяющую две фазы - жидкость/пар) в $100$ градусов, давление $101,3$ кПа. Данное давление - они имеют ввиду при давлении воздуха или же, при давлении насыщенных паров воды при этой температуре?

Насыщенных паров.

[realeugene]

Vladimirkey в сообщении #1353995 писал(а):

а вот о давлении чего идет речь (какого вещества)?

При отсутствии механических напряжений в твёрдых телах и быстрых движений давление во всей системе одинаковое. И в любом случае, при анализе фазовых переходов нужно брать давление на границе раздела фаз.

[Vladimirkey]

DimaM в сообщении #1353996 писал(а):

Vladimirkey в сообщении #1353995 писал(а):

а вот о давлении чего идет речь (какого вещества)?

Того же самого вещества.

Vladimirkey в сообщении #1353995 писал(а):

Так же, можно найти, что при температуре кипения (нахождение воды в кривой, разделяющую две фазы - жидкость/пар) в $100$ градусов, давление $101,3$ кПа. Данное давление - они имеют ввиду при давлении воздуха или же, при давлении насыщенных паров воды при этой температуре?

Насыщенных паров.

Но, ведь температура кристализации вещества зависит от внешнего давления на это вещество?
Диаграмма имеет следующий вид :

[wrest]

Vladimirkey в сообщении #1353995 писал(а):

но, давлении чего, не самого ведь льда, как я думаю: давления, которое находится над льдом

Это одно и то же давление, неважно как оно создается -- атмосферой или прессом. Раньше, кстати, так объясняли чуть ли не в школьных учебниках, почему коньки катятся по льду: якобы от того, что лезвие конька создает большое давление в месте касания, а на фазовой диаграмме видно, что при увеличении давления температура плавления воды понижается. Ну и что под коньком лед плавится от давления, и конек скользит по воде.
Но сейчас так не объясняют уже, вроде выяснилось что причины хорошего скольжения -- другие.

-- 14.11.2018, 16:46 --

realeugene в сообщении #1353993 писал(а):

и вернуться в пузырьковый режим оно может только при снижении теплового потока до уровня, соответствующего перегреву 7 градусов в пузырьковом режиме.

Ну а хотя бы с тем, что при кипении воды в обычной металлической кастрюле, дно этой кастрюли, со стороны воды, имеет температуру из диапазона $107-124 ^{\circ}\text{C}$, вы теперь согласны?

[realeugene]

wrest в сообщении #1354013 писал(а):

дно этой кастрюли, со стороны воды, имеет температуру из диапазона $107-124 ^{\circ}\text{C}$, вы теперь согласны?

Не думаю, что до 124, так как на графике тепловой поток растёт экспоненциально при повышении темперпатуры. Градусов до 10 - возможно. Можно провести грубый эксперимент, измерив время до закипания воды в кастрюле и оценив тепловой поток, считая теплоотдачу пропорциональной разности температур с комнатной.

[Vladimirkey]

Вот исходя из этой диаграммы я и запутался. Если посмотреть таблицы, то давление насыщенного пара при температуре $100$ градусов - $101.3$ кПа, но и по диаграмме давление кипения при $100$ градусах - $101.3$ кПа. Получается, что давление кипения непосредственно связанно с давлением насыщенного пара.

То есть:
а) Если воду $100$ градусов закрыть в сосуде (предположим, что атмосферного давления нет), то, получается, что вода закипит?
Если вообще любую воду закрыть (с любой температурой) с учетом, что нет атмосферного давления, то вода будет закипать, потому что над ее поверхностью будет создаваться давление насыщенных паров=давлению кипения?
б) Вода в открытом сосуде (с атмосферным давлением) кипит, потому что роль насыщенных паров здесь играет атмосфера как бы, которая имеет такое же давление, как давление насыщенных паров при $100$ градусах, в противном случае реализуется случай а)?

Если на данной диаграмме (прикрепленной выше) приведено давление насыщенных паров при кипении, то такое чувство, что они имеют ввиду якобы что кипение возможно тогда, когда воду нужно закрыть в сосуде, нагреть до $100$ градусов, тогда будет давление насыщенных паров соответствующее и вода закипит (при учете, что нет атмосферного давления), иначе, проделав то же самое в реальных условиях, то вода не закипит в таком сосуде при данной температуре из-за давления атмосферы.
Может, все-таки они имеют ввиду не давление насыщенного пара, а просто давление (значение давление) чего-либо над поверхностью жидкости (в реальных условиях).