Парообразование - переход вещества из конден-сиров. фазы (жидкой или твёрдой) в газовую. П. сопровождается поглощением теплоты и увеличением объёма (фазовый переход 1-го рода). П. со свободной поверхности жидкости - испарение с ,поверхности твёрдого тела - сублимация .П. в объёме (кипение)обусловлено возникновением и ростом пузырьков насыщенного пара на стенках сосуда и в жидкости. Испарение (сублимация) не прекращается при низкой температуре, когда кипение невозможно. Для перехода молекул в пар они должны приобрести при тепловом движении кинетич. энергию, достаточную для преодоления сил притяжения со стороны своих соседей в конденсиров. фазе. Чем ниже темп-pa Т, тем меньшая доля молекул обладает необходимым запасом энергии и тем меньше поток испаряющихся молекул. Равенство прямого и обратного потоков определяет давление насыщенного пара Р(Т)при данной температуре. Величина dP/dT > 0 связана Клапейрона - Клаузиуса уравнением с теплотой испарения L и с изменением уд. объёмаdP/dT = Здесь = L/T - изменение энтропии при равновесном изобарно-изотермич. испарении. Т. к. где, - изменения уд. энтальпии и внутр. энергии при П., то в теплоте испарения можно выделить слагаемое равное работе расширения вещества при П. С ростом температуры (давления), L, уменьшаются и обращаются в нуль в критический точке (Рк, Тк, Uк) равновесия жидкость - пар. В табл. приведены значения характерных величин для воды (Рк= 22,11 МПа, Тк = 647,27 К [374,12 °С], vК = 3,15 х 10-3 м3/кг, темп-pa t дана в °С). Произведение с ростом давления меняется немонотонно и составляет 10 - 13% от полной теплоты П. в широком интервале давлений.
Термодинамические параметры равновесного
перехода жидкость - пар для воды
Р, МПа
|
t, °С
|
, м3/кг
|
L
кДж/кг |
кДж/кг |
0,02
|
60,1
|
7,65
|
2358
|
153
|
0,1
|
99,6
|
1 ,69
|
2258
|
169
|
0,5
|
151,8
|
0,374
|
2108
|
187
|
1,0
|
179,9
|
0,193
|
2014
|
193
|
5,0
|
263,9
|
38,1 х 10-3
|
1638
|
191
|
10,0
|
311,0
|
16,5 х 10-3
|
1316
|
165
|
15,0
|
342,1
|
8,7 х 10-3
|
999
|
130
|
В. П. Скрипов