Испарение. Насыщенный и не насыщенный пар

Все замечали, что после дождя лужи постепенно высыхают. Конечно, это не значит, что вода просто пропала. Она постепенно испарилась, т.е. образовывался пар. Явление превращения жидкости в пар называется парообразованием. Однако, мы также знаем, что пар образовывается и при кипении. Значит, существует два способа парообразования: кипение и испарение.

Испарение происходит в результате того, что отдельные молекулы жидкости обладают большей кинетической энергии, чем остальные молекулы в среднем. Если такие отдельные молекулы в нужный момент окажутся у поверхности, то они могут вылететь из жидкости в виде пара.

Именно это и происходит в процессе испарения. Как мы знаем из бытового опыта, чем жарче, тем вода испаряется быстрее. Значит, скорость испарения зависит от температуры жидкости.

Логично предположить, что имеет значение и сам род жидкости (например, моторное масло испаряется значительно медленнее, чем вода). Заметим, что есть ещё один фактор, влияющий на скорость испарения: очевидно, что если на солнце поставить ведро и таз с одинаковым объёмом воды, то вода из таза будет испаряться быстрее, потому что на большую её часть будет воздействовать солнце. Поэтому, на скорость испарения жидкости влияет площадь её поверхности.

Не трудно догадаться, что существует и обратный процесс: переход из газообразного состояния в жидкое, который называется конденсацией. Как и вылетевшие из жидкости молекулы превращаются в пар, также и молекулы пара, находясь рядом с поверхностью воды, могут замедлиться и превратится обратно в жидкость. Это происходит практически в любой закрытой ёмкости с жидкостью. Изначально, в ёмкости будет только жидкость, потом, какая-то часть молекул превратится в пар. Чуть позже некоторые молекулы вернутся в жидкость. Этот процесс будет повторяться снова и снова, однако, каждый раз количество молекул вылетевших из жидкости будет превышать количество вернувшихся молекул. Это приведёт к тому, что плотность пара будет постепенно увеличиваться, пока пар и жидкость ни придут к динамическому равновесию. Это состояние, когда количество молекул, превращающихся в пар, станет равным количеству молекул, возвращающихся обратно в жидкость.

Если пар находится в динамическом равновесии со своей жидкостью, то он называется насыщенным.

И наоборот: пар называется ненасыщенным, если он не находится в равновесии со своей жидкостью.

Очевидно, что в открытой ёмкости достигнуть динамического равновесия практически невозможно, поскольку большинство молекул пара попросту покидают ёмкость, и жидкость постепенно испаряется.