Коли ми збільшуємо температуру води у відкритій ємності, тиск пари зростає. Але кипіння (фазовий перехід при постійній температурі і тиску) відбувається лише тоді, коли тиск пари дорівнює атмосферному тиску. Зрозуміло, до цього моменту атмосфера може утримувати водяна пара, як кришка або кришка, але коли рівноважний парціальний тиск водяної пари (тиск пари) намагається збільшити понад атмосферний тиск, атмосфера не може утримувати пари і починається кипіння. Це правильно?
Відповіді:
Молекули в рідкій фазі більш обмежені, ніж у паровій фазі. Температура та молекулярне відштовхування мають тенденцію до поділу молекул, тоді як тиск та молекулярне притягання мають тенденцію обмежувати молекули. Коли будь-яка речовина в рідкій фазі, при атмосферному тиску, це означає, що цього тиску достатньо для обмеження молекул разом для утворення рідини. Молекули повинні володіти рівною енергією для подолання цього тиску, щоб рідина кипіла. Коли ця енергія подається як тепло, відштовхування збільшується, так що молекули здатні подолати атмосферний тиск, який утримує молекули разом. Отже, молекулярне обмеження може бути порушено лише тоді, коли тиск пари стане рівним або більшим, ніж атмосферний тиск, який називають кипінням.
Молекули надають перевагу фазі, яка потребує найменшого обсягу роботи. Коли я кажу, що робота, я маю на увазі хімічний потенціал. При рівновазі хімічний потенціал для виду однаковий на обох фазах. Коли ви додаєте тепло до рідини, ви точно змінюєте енергію системи, але справжні явища полягають у тому, що ви змінюєте, скільки потрібно роботи, щоб молекула зберігалася в рідкій фазі. Парова фаза в цьому прикладі залишається постійною. Якщо ваш додавання / відведення тепла збільшує кількість роботи, необхідної для введення молекули в рідину, тобто стає легше вставляти молекулу в пари, тоді саме там молекули зміщуватимуться до більш легкої фази існування. зміщуватиметься, поки хімічні потенціали не будуть однаковими в обох фазах.
В усі часи між обома фазами рухаються молекули, що рухаються вперед і назад, при рівновазі вони однакові, при кипінні більше пари йде, тому що робота, необхідна для існування молекули, є меншою, коли пара менший (постійний в цьому випадок) і робота, необхідна для існування молекули в рідини, яка постійно нагрівається (кипляча), зростає (висока).