§18. Испарение. Конденсация. Насыщенный и ненасыщенный пар
Испарением называют процесс, при котором жидкость превращается в пар, и происходит это только с её поверхности. Этот процесс идёт при любой температуре, однако его скорость зависит от множества факторов: чем выше температура, чем больше площадь поверхности жидкости, чем активнее движение воздуха и чем слабее молекулы жидкой фазы притягиваются друг к другу, тем быстрее жидкость испаряется. Именно поэтому лужи исчезают гораздо быстрее в тёплую и ветреную погоду.
Конденсация — обратное явление: пар превращается обратно в жидкость. Эти два процесса происходят одновременно. Если пар находится в закрытом объёме, то со временем число молекул, возвращающихся в жидкость, становится равным числу молекул, покидающих её поверхность. Это состояние называют динамическим равновесием, а пар при таком условии — насыщенным.
Насыщенный пар — это пар, который находится в равновесии с жидкостью, из которой он образовался. Его свойства (давление и плотность) определяются исключительно температурой и не зависят от размеров сосуда. При повышении температуры испарение усиливается, поэтому давление и плотность насыщенного пара увеличиваются.
Если же сосуд открыт, часть молекул пара покидает систему, и равновесие не устанавливается. Такой пар называют ненасыщенным, поскольку его плотность меньше той, которая могла бы быть при данном температурном режиме.
Испаряться способны не только жидкости, но и твёрдые вещества. Например, лёд на морозе постепенно уменьшается в объёме именно потому, что его поверхность испаряется. У некоторых веществ, таких как йод, при нагревании твёрдая фаза переходит сразу в газообразную, минуя жидкую. Такой процесс называется сублимацией.