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什么叫飽和溫度、飽和壓力,它們與沸點、蒸發(fā)溫度、冷凝溫度等有什么樣的關系?

什么叫飽和溫度、飽和壓力,它們與沸點、蒸發(fā)溫度、冷凝溫度等有什么樣的關系?
2013.03.15
作者: 迪爾空分
??? 飽和溫度與飽和壓力是氣液平衡中的術語。如果在一密閉的容器中未充滿液體,則部分液體分子將進入上部空間,稱為“蒸發(fā)”。隨著空間內蒸氣分子數(shù)目增加,它所產(chǎn)生的蒸氣壓力也提高,到一定的時候,空間內的蒸氣分子數(shù)目不再增加,此時,離開液體的分子數(shù)與從空間返回液體的分子數(shù)達到了動態(tài)平衡,也叫達到了“飽和狀態(tài)”。這時蒸氣所產(chǎn)生的壓力叫“飽和壓力”。對同一種物質,飽和壓力的高低與溫度有關。溫度越高,分子具有的能量越大,越容易脫離液體而氣化,相應的飽和壓力也越高。一定的溫度,對應一定的飽和壓力,二者不是獨立的。因此,在飽和狀態(tài)下,飽和壓力所對應的溫度也叫“飽和溫度”。通??蓮氖謨灾胁榈礁鞣N物質的飽和溫度與飽和壓力的關系。
平常見到的水在空氣中的氣化過程可分為蒸發(fā)和沸騰兩類。蒸發(fā)是在水的表面進行,沸騰是在液體內部同時發(fā)生氣化的過程。在一定的壓力下,當液體溫度升高到產(chǎn)生沸騰時的溫度叫“沸點ts”。
對純物質來說,蒸發(fā)與沸騰沒有本質的區(qū)別,沸點也叫“蒸發(fā)溫度”。例如對圖6中密閉在定壓容器內的液體進行加熱時,開始液體的溫度t低于沸點ts,全部處于液態(tài),叫過冷液體(圖6a);當對液體加熱溫度升高到沸點時(圖6b),液體將開始氣化,叫飽和液體;在氣化階段,蒸氣的數(shù)量不斷增加,溫度維持沸點不變(圖6c),直至液體全部氣化成蒸氣(圖6d),叫飽和蒸氣。在氣化階段容器內的氣液具有相同的溫度。沸點與壓力的關系,和飽和溫度與飽和壓力的關系相同。因此,沸點就是同樣壓力下的飽和溫度。二者具有相同的意義,只是不同的說法。把氣液共存的狀態(tài)叫處于飽和狀態(tài)。對飽和蒸氣繼續(xù)加熱,蒸氣的溫度才升高,超過飽和溫度,叫過熱蒸氣(圖6e)。

冷凝過程是蒸發(fā)的反過程。對純物質,冷凝溫度也叫液化溫度,它等于相同壓力下的蒸發(fā)溫度。飽和溫度則可將二者統(tǒng)一起來。
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