Номер 9, страница 82, часть 1 - гдз по физике 8 класс учебник Генденштейн, Булатова

Часть 1. Глава II. Тепловые явления. Параграф 9. Влажность воздуха - номер 9, страница 82.

Условие.

9. Расскажите, чем отличается насыщенный пар от ненасыщенного.

Решение.

Насыщенный и ненасыщенный пар различаются по нескольким ключевым параметрам, связанным с их состоянием и свойствами.

Отличие по состоянию равновесия

Основное фундаментальное отличие заключается в состоянии системы. Насыщенный пар — это пар, находящийся в состоянии динамического равновесия со своей конденсированной фазой (жидкостью или твердым телом). Это означает, что скорость испарения (число молекул, покидающих жидкость в единицу времени) равна скорости конденсации (числу молекул, возвращающихся в жидкость). Ненасыщенный пар, напротив, не находится в равновесии со своей жидкостью; в этом случае либо скорость испарения превышает скорость конденсации, либо вся жидкость уже испарилась.

Отличие по давлению и плотности

При определенной температуре насыщенный пар имеет максимально возможную концентрацию молекул, а следовательно, максимальные плотность и давление. Это давление называется давлением насыщенного пара. Давление и плотность ненасыщенного пара при той же температуре всегда ниже, чем у насыщенного. Если давление пара равно давлению насыщенного пара, он является насыщенным. Если меньше — ненасыщенным.

Отличие в поведении при изменении внешних условий

Свойства насыщенного и ненасыщенного пара по-разному проявляются при изменении объема или температуры.
При изотермическом сжатии (уменьшении объема при $T=const$):
- Давление ненасыщенного пара будет расти обратно пропорционально объему (согласно закону Бойля-Мариотта $p \sim 1/V$), до тех пор, пока не достигнет значения давления насыщенного пара.
- Давление насыщенного пара при сжатии останется постоянным. Избыток пара будет конденсироваться, превращаясь в жидкость, но давление в системе не изменится, пока в ней присутствует жидкая фаза.
При изменении температуры:
- Давление ненасыщенного пара при постоянном объеме прямо пропорционально абсолютной температуре ($p \sim T$, закон Шарля). Его поведение в этом случае близко к поведению идеального газа.
- Давление насыщенного пара также растет с температурой, но значительно быстрее, по нелинейному (близкому к экспоненциальному) закону. Это связано с тем, что при повышении температуры растет не только кинетическая энергия молекул, но и их концентрация за счет более интенсивного испарения жидкости.

Ответ: Насыщенный пар отличается от ненасыщенного тем, что он находится в динамическом равновесии со своей жидкостью, имеет максимальные давление и плотность для данной температуры, и его давление не зависит от объема (при наличии жидкой фазы). Ненасыщенный пар не находится в равновесии со своей жидкостью, его давление и плотность ниже максимально возможных, а его свойства близки к свойствам идеального газа (давление зависит как от объема, так и от температуры).