ГЛАВА 22. УРАВНЕНИЕ ТЕПЛОВОГО БАЛАНСА. ФАЗОВЫЕ ПЕРЕХОДЫ. ВЛАЖНОСТЬ

Из-за хаотического теплового движения молекул в жидкостях все время образуются микроскопические пузырьки, заполненные паром этой жидкости. Поскольку эти пузырьки маленькие, за очень короткое время пар в них становится насыщенным, а давление в пузырьках p становится равным давлению насыщенного пара при той температуре, при которой находится жидкость

(22.19)

Дальнейшее поведение пузырька с насыщенным паром зависит от соотношения внешнего давления, которое для небольших сосудов практически равно атмосферному , и давления пара в пузырьке, которое равно давлению насыщенного пара. Если атмосферное давление больше давления насыщенного пара, пузырек будет сжиматься, а молекулы пара - переходить в жидкость, а пузырек в конце концов пропадет. Если давление насыщенного пара будет больше атмосферного давления, пузырек будет расти в размерах, при этом будет идти процесс испарения жидкости внутрь этого пузырька, что будет поддерживать состояние насыщенности пара в нем. Другими словами, в этом случае в жидкости будут образовываться пузырьки пара (уже не микроскопические), то есть жидкость будет кипеть. Таким образом условием кипения является равенство

(22.20)

Поскольку внешнее давление не зависит от температуры, а давление насыщенного пара с ростом температуры растет, то при малых температурах давление насыщенного пара будет меньше атмосферного, а при увеличении температуры давление насыщенного пара сравняется с атмосферным и начнется кипение. Поскольку температура кипения воды при нормальных условиях равна 100 °С, давление насыщенного водяного пара при этой температуре равно атмосферному давлению 10⁵ Па.