Объяснение точки кипения воды заключается в том, что при 100°С давление пара становится выше атмосферного давления. Но скажем, у вас есть банка с водой, запечатанная в аргоне при 1 атм, что больше, чем давление паров воды, не испарится ли немного воды? Я предполагаю, что да, потому что изначально в аргоне нет молекул воды, поэтому не будут ли некоторые случайным образом покидать жидкость, делая парциальное давление в среднем отличным от нуля?
Другая причина, по которой я могу думать, что это основано на парциальном давлении, заключается в том, что открытая банка с водой в безветренной темной сухой комнате все равно в конечном итоге испарится. Так почему же при 100°C происходят внезапные резкие изменения? Разве давление пара, например, при 95 ° C не больше, чем парциальное давление воды в атмосфере?
Но скажем, у вас есть банка с водой, запечатанная в аргоне при 1 атм, что больше, чем давление паров воды, не испарится ли немного воды?
Да только кипения не будет, только испарение с поверхности.
изначально в аргоне нет молекул воды, поэтому не будут ли некоторые случайным образом покидать жидкость, делая парциальное давление в среднем отличным от нуля?
Да.
Так почему же при 100°C происходят внезапные резкие изменения?
При этой температуре давление пара внутри пузырька становится достаточно высоким, чтобы преодолеть давление в жидкости, поэтому пузырек выживает и поднимается.
Разве давление пара, например, при 95 ° C не больше, чем парциальное давление воды в атмосфере?
Да и вода будет испаряться в атмосферу, но только на поверхности. Кипения не будет, так как давление в жидкости выше, чем могло бы быть давление в пузыре, поэтому любой маленький пузырек сдавливается и пар снова превращается в жидкость.
Вы смешиваете две разные вещи.
Испарение. Это связано с соотношением испаряющихся/конденсирующихся молекул только на поверхности жидкости. Это происходит все время и (с закрытым объемом над жидкостью) в конечном итоге приведет к динамическому равновесию (обе скорости равны).
Кипение: Всякий раз, когда внутри образуется пузырь пара, также образуется новая «поверхность». Но внутри этого пузыря находятся только молекулы жидкости. Таким образом, внутри пузырьков на равновесие не влияют никакие другие молекулы газа. Следствие: когда давление пара поднимается выше внешнего давления (будь то из атмосферы или из какого-либо другого устройства - например, бака высокого давления (выше) или вакуумного колпака (ниже)) могут расти пузыри - жидкость кипит.
Есть некоторая тонкая терминология, которая может помочь в ответе на этот вопрос. Во-первых, давление насыщенного пара — это давление, при котором количество молекул воды, испаряющихся с поверхности жидкости, равно количеству частиц водяного пара, конденсирующихся обратно в жидкую фазу. Давление насыщенного пара также нелинейно зависит от температуры жидкости. Таким образом, когда температура воды повышается до точки, при которой давление насыщенного пара превышает общее давление (из жидкой фазы выходит больше молекул воды, чем количество молекул воды, конденсирующихся в жидкую фазу), жидкость начинает кипеть. Это означает, что вы можете изменить точку кипения, изменив общее давление в системе. Если вы поместите воду в вакуумную камеру, кстати, это будет ужасная идея, он начал бы кипеть при температурах значительно ниже 100°C, так как общее давление намного меньше. Интересной областью, связанной с этим, является PVD, о котором вы можете узнать больше в Википедии.
Если вы начнете с объема газообразного аргона, полностью находящегося за пределами стоячего контейнера с жидкой водой, а затем запечатаете эти два объема, вы затем «увидите», что часть воды испарится, а давление в газообразной фазе, вероятно, увеличится. , но при этом часть аргона растворится в воде. Вы получите новое равновесие, при котором оба вещества находятся в жидкой и газообразной фазах, а давление определяется давлением и относительными молярными количествами воды и аргона.
Сумма парциальных давлений аргона и воды в газовой фазе будет равна общему давлению. И чтобы немного усложнить ситуацию, большинство растворенных веществ повышают температуру кипения воды.
Хилкдж
DВыигрыш