Тиск насиченої пари - основна умова рівноваги замкнутих систем

Ранкова роса на листках і запотівання лобового скла вашого автомобіля, зникнення бензину з ємностей тривалого зберігання і випадання довгоочікуваного дощу, всі ці процеси об`єднує постійна зміна речовиною свого агрегатного стану. При більш детальному вивченні умов переходу пар - рідина і навіть пар - тверде тіло було відмічено, що вплив на їх перебіг надає не тільки температура, але і тиск.

Так у розділі термодинаміки серед інших фізичних понять з`явилося визначення насиченої пари, а тиск насиченої пари кожного окремого речовини стало предметом вивчення і точних вимірювань. Всі описи та визначення насиченої пари зводяться до розгляду деякої замкнутої системи, в якій речовина перебуває одночасно в двох агрегатних станах, пар і рідина (іноді тверде тіло), а баланс між ними досягається наявністю певної температури і тиском. Їх зміна приводить до кипіння або конденсації рідин або до сублімації, десублімації твердих речовин.

Іншими словами, концентрація речовини в пароподібному стані досягає максимально можливої величини для наявних температури і тиску. Система займає положення певної рівноваги, в якому кількість пари і його властивості отримують постійні значення.

Процеси, що відбуваються всередині замкнутої системи, цікаві тим, що тиск насиченої пари абсолютно не залежить від обсягу судини. Якщо спровокувати збільшення (зменшення) обсягу, наприклад, за допомогою поршня, то в першому випадку це призводить до збільшення кількості пара, а в другому - до конденсації, переходу пари в рідину. Вплинути на тиск насиченої пари можна лише зміною температури.

Здатна описати тиск насиченої пари формула, яку можна знайти на сторінках навіть шкільного підручника. Але наочний прояв властивостей насиченої пари можна спостерігати в іграшці «питущий курча», яка по праву завоювала звання псевдовечного двигуна. Нехитра конструкція з двох спаяних між собою колб, закріплена посередині на осі по типу дитячих гойдалок, демонструє як періодичне випаровування і кондиціонування залитого всередину ефіру призводить іграшку в постійний рух. Тиск насиченої пари отримує періодичні імпульси до зміни шляхом опускання (охолодження) голови іграшки в ємність з водою.

Але основне практичне застосування знань властивостей насиченої пари виходить далеко за створення дозвільних забав та іграшок. Широкого поширення набули прилади для вимірювання вологості повітря і точки роси. Знання способів регулювання вологості дозволяє домагатися найбільш сприятливих мікрокліматичних умов у приміщеннях. Це не тільки відіграє важливу роль у створенні сприятливих умов для життєдіяльності людини, але й необхідно для збереження предметів, що знаходяться в складських приміщеннях, архівах, бібліотеках ...

Особливу роль ці питання грають у паливно-енергетичної промисловості, де доводиться стикатися зі зберіганням і транспортуванням великих обсягів горючих рідин і газів. Використання спеціальних клапанів, які стравлюють тиск насиченої пари бензину, хоч і призводить до часткової втрати цінної речовини, але оберігає від більш неприємних наслідків, що виникають внаслідок надлишкового тиску палива у великих ємностях для його зберігання. Технологія скраплення газів в чому спирається на закони і властивості насиченої пари, її застосування не тільки полегшило процес транспортування цього виду палива, але і зробило його доступним для використання в автомобільній промисловості. Автомобілі з ГБО не тільки економлять фінансові кошти їх власників, але й сприятливо впливають на навколишнє середовище.