§ 18. Испарение. Конденсация. Насыщенный и ненасыщенный пар

В тёплые солнечные дни лужи после дождя исчезают за считанные часы, а развешанное на верёвке бельё становится сухим. Куда девается вода? Она переходит в газообразное состояние. Процесс перехода вещества из жидкой фазы в паровую называется парообразованием. В природе и технике он реализуется двумя путями: через испарение и через кипение.

Когда говорят об испарении, имеют в виду парообразование, которое происходит исключительно с открытой поверхности жидкости. Чтобы понять механизм этого явления, обратимся к молекулярно-кинетическим представлениям. В любом образце жидкости молекулы движутся с неодинаковой скоростью. Те частицы, что находятся на границе раздела фаз и обладают наибольшей кинетической энергией, способны разорвать связи с соседями и вылететь в окружающее пространство. Именно так жидкость постепенно превращается в пар (рис. 1: красные стрелки вверх — это самые быстрые молекулы, покидающие поверхность, а синяя стрелка вниз — те, что вернулись обратно; именно поэтому оставшаяся жидкость охлаждается). Но от каких параметров зависит быстрота этого процесса?

Проведём серию простых наблюдений. Нанесём на лист бумаги капли воды, технического спирта, одеколона и подсолнечного масла. Заметим, что спирт исчезнет раньше всех, за ним уйдёт вода, а масло останется на бумаге почти без изменений. Отсюда делаем вывод: скорость испарения напрямую связана с физическими свойствами самого вещества. Объяснение кроется в силе межмолекулярного притяжения.