Пар (физ.-хим.)*

— Обыкновенно под словом П. Понимают лишь газообразное состояние тела при температурах ниже критической, называя это состояние при температурах выше критической — газом этого тела. Парообразование совершается с поверхности не только жидких, но и твердых тел. Так, напр., снег и лед сильно испаряются даже при весьма низких температурах. Существует даже целый ряд тел (камфара, нашатырь), которые всецело переходят в П. — возгоняются, совершенно не переходя из твердого состояния в жидкое (объяснение этого явления см. Испарение). Обыкновенно же парообразование, незаметное в твердом теле, усиливается при переходе тела в жидкое состояние и в последнем сильно возрастает при повышении температуры. Механизм этого явления см.

Испарение. Там же см. Явления, сопровождающие испарение. При некоторой определенной температуре — темп. Кипения (см.), зависящей от внешнего давления на тело, парообразование начинается во всей массе тела и при достаточном притоке тепла извне к телу продолжается до тех пор, пока все тело не перейдет в П. Увеличивая внешнее давление, можно повышать температуру кипения, но лишь до определенного предела — критической температуры (см.), выше которой тело при всяком давлении может существовать лишь в газообразном виде. Если поместить вещество в замкнутом пространстве при постоянной температуре, то образующийся из него П. Будет мало-помалу заполнять пространство и, представляя газообразное тело, будет производить определенное давление на стенки сосуда и на вещество.

Это давление будет, согласно закону Дальтона, прилагаться к тому давлению, которое производят уже находящиеся в названной замкнутой оболочке другие газы, напр. Воздух. По мере увеличения количества выделившегося П будет расти и производимое им давление, а следовательно, и его упругость, но лишь до известного предела, после которого дальнейшее выделение П. Прекращается (но не парообразование, см. Испарение). Опыты показали, что при данной температуре выделение П. Прекращается, независимо от сосуда и других наполняющих его газов, тогда, когда упругость П. Достигла определенной величины, которую называют упругостью П. Данного вещества, насыщающего пространство при данной температуре, или, сокращенно, упругостью насыщенного П.

Данного вещества при данной температуре. Разные вещества при одной и той же температуре имеют различнейшие упругости П., насыщающего и пространство, как видно из следующей таблицы:Упругость паров, насыщающих пространство (в миллиметрах ртутного столбца), для температуры 20°С Ртуть 0,0013 Вода 17,36 Алкоголь ,0 Хлороформ 160,5 Сернистый углерод 198,5 Эфир 442,4 Сернистая кислота (SO 2) жидкая 2162 (3,24 атм.) Хлор жидкий 5798 (7,63 ") Аммиак жидкий 6384 (8,4 ") Углекислота жидкая 44688 (58,8 ") От упругости П. Зависит "летучесть" данного вещества при данной температуре и скорость его испарения. Зависимость упругости П. От температуры у разных тел различная, но у всех упругость растет с температурой, как видно, напр., из следующей таблицы:Изменение упругости нас.

П. С температурой (упругости даны в миллиметрах ртутного столба).I — Серный эфир, II — аммиак жидкий в атм. Темп. Ртуть Вода I II 0 0,00019 4,569 184,9 4,19 25 0,0020 23,517 361,0 9,84 50 0,013 91,978 1276,0 19,95 75 0,071 288,764 2991 (80°C) 36,35 100 0,285 760,000 4859 61,32 125 1,10 1743,88 7495 (120°C) — 150 2,93 3581,23 13281 — Особенный интерес представляет упругость насыщенных П. Воды, так как содержание П. Воды определяет степень влажности (см.) окружающего воздуха, и так как эти П. Применяются в паровых машинах. Вопрос о зависимости упругости П. Воды от температуры изучен был в особенности Магнусом (1844) и Реньо (1843) и привел к результатам (по Реньо), помещенным в таблице в ст. Вода.Кирхгоф показал в 1858 г.

Теоретически, что при температуре перехода тела из твердого состояния в жидкое, упругость П. Твердого тела и жидкого должна быть одинаковой. Так, напр., при 0° упругость П. Воды и льда равны 4,60 мм. Позже (1882) Герц указал на то, что у переохлажденной жидкости (т. Е. У жидкости, искусственно охлажденной ниже ее температуры замерзания) упругость П. Всегда должна быть больше, чем у твердого тела (застывшей жидкости) при той же температуре. Это было вполне подтверждено опытами Рамзая и Юнга (1887), Фишера (1886) и Юдина (1893) над упругостью П. Воды и льда. Так, напр., при 10° упругость П. Переохлажденной воды (по Юлину) = 2,191 мм, а льда = 1,997 мм.Некоторые соображения и опыты дают возможность предполагать, что и у твердых тел существует упругость П., насыщающих пространство, растущая с температурой.

Этот вопрос, однако, еще весьма мало разработан. Определенные данные существуют лишь для камфары (Рамзай и Юнг, 1887).Упругость паров камфары (по Рамзаю и Юнгу) в мм ртутного столба. Темп. Упругость 41° 2 1,7 48,9 7,2 92,4 15,4 101,0 27,2 109,4 35,0 127,4 66,3 136,3 92,8 140, 3 105,0 147,0 155,1 154,3 197,6 168,0 297,8 Температура кипения жидкости — та температура, при которой упругость П. Ее, насыщающего пространство, равна внешнему давлению (см. Кипение). Отсюда мы заключаем, что темп. Кипения зависит от внешнего давления [О влиянии нa температуру кипения стенок сосуда — см. Кипение.] и что, напр., вода кипит при 100° лишь при давлении барометра в 760 мм, так как при 100° упругость П. Ее равна 760 мм. Температура кипения воды при различных давлениях между 700 и 800 мм, а следовательно, и упругость П.

Воды при этих температурах даны в следующей таблице.Температура кипения воды при давлениях от 700 до 800 мм рт. Столба. Давл. Темп. Давл. Темп. Давл. Темп. Давл. Темп. 700 97,72 701 76 702 80 703 84 704 88 705 92 706 96 707 99 708 98,03 709 07 710 11 711 15 712 19 713 23 714 27 715 31 716 34 717 38 718 42 719 46 720 50 721 54 722 57 723 61 724 65 725 69 726 98,73 727 77 728 80 729 84 730 88 731 92 732 96 733 99 734 99,03 735 07 736 11 737 14 738 18 739 22 740 26 741 30 742 33 743 37 744 41 745 44 746 48 747 52 748 56 749 59 750 63 751 67 752 99,73 753 74 754 78 755 82 756 85 757 89 758 93 759 96 760 100,00 761 04 762 07 763 11 764 15 765 18 766 22 767 26 768 29 769 33 770 36 771 40 772 44 773 47 774 51 775 55 776 58 777 62 778 100,65 779 69 780 73 781 76 782 80 783 83 784 87 785 90 786 94 787 98 788 101,01 789 05 790 08 791 12 792 15 793 19 794 22 795 26 796 30 797 33 798 37 799 40 800 44 801 47 802 50 803 53 Нижеследующая таблица дает температуры кипения при давлении барометра в 760 мм для некоторых веществ.Температуры кипения.

Эфир 84,9°C Сернистый углерод 46,2° Алкоголь 78,4° Бензол 80,4° Вода 100° Тол 175° Анилин 184° Фосфор 213° Ртуть 357° Сера 447,5° Цинк 930° Под весьма сильными давлениями можно нагреть жидкость значительно выше ее нормальной температуры кипения. Напр., под давлением в 10 атмосфер вода закипает лишь при температуре в 180°, а под давлением в 20 атмосфер лишь при 215°. По причине этого вода в паровых котлах обыкновенно перегрета выше 100°. На этом же основано устройство Цапинового котла (см.). Увеличивая давление, мы можем довести вещество в жидком состоянии до критической температуры, при которой оно внезапно все превратится в газ, так как выше ее возможно существование данного вещества лишь в виде газа.Из сказанного следует, что для определения упругости П., насыщающих пространство при данной температуре, можно.

1) либо определять давление, под которым при данной темпер. Жидкость кипит, либо 2) дать образоваться в замкнутом пространстве при данной темп. Насыщающему это пространство количеству П. Данной жидкости и измерить манометром избыток давления, производимые им исследования, произведенные по этим двум методам, показали. 1) что определенной закономерной зависимости между температурой и соответствующей ей упругостью нас. П. Для всех жидкостей найти при настоящем положении науки нельзя. Посему ограничиваются составлением на основании результатов опытов эмпирических формул, связующих темп. С упругостью насыщенного П. Так, напр., для воды дан был целый ряд формул Августом (1828), Реньо (1843) и другими. Формула Августа, дающая в пределах 0°—100° результаты весьма близкие к результатам опыта, следующая:Приводим еще (по Цейнеру) формулы для упругости П.

Эфира, хлороформа и ртути. Если выражать температуру t в градусах Цельсия, а упругость Р в мм ртутного столба то ход изменения Р можно выразить формулой logP = a + b α t + c β t Для эфира logP = 5,0286298 — bα t + c β t где log(bα t) = 0,4414317 — 0,0031223tlog(c β t) = 0,6502970 — 4 + 0,0145775tДля хлороформа logP = 5,2253893 — bα t — c β t где log(bα t) = 0,5219943 — 0,0025856tlog(c β t) = 0,888617 — 1 — 0,0131824tДля ртути logP = 5,6640459 — bα t + c β t где log(bα t) = 0,890208 — 0,0012438tlog(c β t) = 0,5820395 — 1 — 0,0119062t Подробные данные об упругости паров воды при разных температурах и плотности и удельном объеме водяных паров см. Zeuner, "Technische Thermodynamik" (т. II).2) Упругость насыщенного П.

Сильно зависит от чистоты жидкости. Небольшая примесь растворенного в ней другого тела заметно влияет на упругость насыщенного П. Это явление изучено особенно внимательно для растворов солей. Приводимая таблица дает, как пример, упругости П. Растворов едкого кали в воде для нескольких концентраций и нескольких температур.Содержание едкого кали в растворе в %. Темп.°С 0% 10% 20% 30% 40% 49% 10° 9,17 8,62 8,01 7,31 6,50 5,62 16° 13,54 12,74 11,85 10,82 9,62 8,33 21° 18,50 17,42 16,22 14,82 13,20 11,44 26° 24,99 23,55 21,94 20,07 17,89 15,53 31° 33,41 31,51 29,38 26,91 24,03 20,91 33° 37,41 35,30 32,93 30,18 26,97 23,50 Новейшая теория растворов (см.) дали возможность теоретически вывести замечательную зависимость между упругостью насыщенного П.

Растворителя р 0.