Обсуди с товарищем, страница 69 - гдз по физике 8 класс учебник Пёрышкин

Вопросы после параграфа. § 18. Испарение. Конденсация. Насыщенный и ненасыщенный пар. Глава 1. Тепловые явления - страница 69.

Объясните, почему давление насыщенного пара зависит от рода вещества.

Давление насыщенного пара — это давление, при котором жидкость и её пар находятся в состоянии динамического равновесия. В этом состоянии скорость испарения (перехода молекул из жидкости в пар) равна скорости конденсации (возврата молекул из пара в жидкость). Зависимость этого давления от рода вещества объясняется различиями в силах межмолекулярного взаимодействия.

Рассмотрим процессы, происходящие на молекулярном уровне в закрытом сосуде с жидкостью:

1. Испарение: Молекулы в жидкости находятся в непрерывном хаотическом движении. Некоторые из них, особенно у поверхности, обладают достаточной кинетической энергией, чтобы преодолеть силы притяжения со стороны других молекул. Такие молекулы покидают жидкость и образуют пар над ней.
2. Конденсация: Молекулы пара, двигаясь над поверхностью жидкости, могут быть захвачены силами притяжения и вернуться в жидкое состояние. Скорость этого процесса пропорциональна концентрации (а значит, и давлению) пара.

Вначале скорость испарения превышает скорость конденсации. По мере накопления пара его давление растет, и скорость конденсации увеличивается. В итоге наступает динамическое равновесие, когда оба процесса уравновешивают друг друга. Давление пара в этот момент и является давлением насыщенного пара.

Ключевым фактором, который отличает одно вещество от другого в этом контексте, является сила межмолекулярного взаимодействия.

• У веществ со слабыми силами притяжения между молекулами (например, у эфира) молекулам требуется меньше энергии, чтобы покинуть жидкость. При одной и той же температуре гораздо большее число молекул обладает этой энергией. Это приводит к высокой скорости испарения. Чтобы уравновесить этот интенсивный поток, требуется высокая концентрация молекул в паре, что создает высокое давление насыщенного пара.
• У веществ с сильными межмолекулярными связями (например, у воды, где действуют водородные связи, или у ртути с её металлическими связями) для испарения требуется значительно больше энергии. Лишь небольшая доля молекул способна преодолеть эти силы притяжения при данной температуре. Скорость испарения будет низкой. Равновесие наступит уже при небольшой концентрации молекул в паре, что соответствует низкому давлению насыщенного пара.

Таким образом, так как каждое вещество имеет уникальное строение молекул и, как следствие, свою собственную величину сил межмолекулярного взаимодействия, то и работа, которую нужно совершить молекуле для выхода из жидкости, будет разной. Это напрямую влияет на скорость испарения и, в конечном счете, определяет величину давления насыщенного пара при данной температуре.

Ответ: Давление насыщенного пара зависит от рода вещества, потому что у разных веществ различны силы межмолекулярного притяжения. Чем слабее силы притяжения между молекулами жидкости, тем легче им испариться. Это приводит к более высокой скорости испарения, и для достижения динамического равновесия (когда скорость испарения равна скорости конденсации) требуется более высокая концентрация молекул в паре, что и означает более высокое давление насыщенного пара.