Номер 3, страница 61 - гдз по физике 10 класс учебник Громыко, Зенькович

В сосуде находится жидкость и её насыщенный пар. Зависит ли давление насыщенного пара от:

а) рода жидкости;

б) объёма сосуда;

в) температуры жидкости;

г) площади свободной поверхности жидкости?

Давление насыщенного пара — это давление, при котором жидкость и её пар находятся в состоянии динамического равновесия. В этом состоянии скорость процесса испарения (перехода молекул из жидкости в пар) равна скорости процесса конденсации (возвращения молекул из пара в жидкость). Рассмотрим зависимость этого давления от различных факторов.

а) рода жидкости

Давление насыщенного пара напрямую зависит от рода жидкости. Разные жидкости обладают разной летучестью, которая определяется силой межмолекулярного взаимодействия. Чем слабее силы притяжения между молекулами жидкости, тем легче им покинуть поверхность и перейти в состояние пара. Следовательно, у более летучих жидкостей (например, эфир, спирт) при той же температуре давление насыщенного пара будет выше, чем у менее летучих (например, вода, ртуть).

Ответ: да, зависит.

б) объёма сосуда

Давление насыщенного пара не зависит от объёма сосуда, пока в нём одновременно существуют и жидкость, и её пар. Если объём сосуда изотермически увеличить, часть жидкости испарится, чтобы плотность пара (а значит и давление) осталась прежней. Если объём уменьшить, часть пара сконденсируется, и давление опять-таки не изменится. Давление начнёт меняться только в том случае, если вся жидкость испарится (при увеличении объёма) или весь пар сконденсируется (при уменьшении объёма). Пока обе фазы находятся в равновесии, давление постоянно.

Ответ: нет, не зависит (при условии наличия обеих фаз).

в) температуры жидкости

Давление насыщенного пара очень сильно зависит от температуры. С ростом температуры увеличивается средняя кинетическая энергия молекул жидкости. В результате возрастает число молекул, способных преодолеть силы межмолекулярного притяжения и покинуть жидкость. Это приводит к увеличению скорости испарения. Для достижения нового состояния равновесия плотность пара, а следовательно и его давление, должны возрасти. Эта зависимость нелинейная (близка к экспоненциальной) и является фундаментальным свойством вещества.

Ответ: да, зависит.

г) площади свободной поверхности жидкости

Давление насыщенного пара в состоянии равновесия не зависит от площади свободной поверхности жидкости. С увеличением площади поверхности возрастает как скорость испарения (число молекул, покидающих жидкость в секунду), так и скорость конденсации (число молекул пара, возвращающихся в жидкость в секунду). Поскольку оба процесса ускоряются пропорционально, их равновесие (когда скорости равны) наступает при той же самой концентрации молекул пара и, соответственно, при том же давлении. Площадь поверхности влияет лишь на время, необходимое для достижения равновесия, но не на само значение равновесного давления.

Ответ: нет, не зависит.