Физический энциклопедический словарь
ИСПАРЕНИЕ
Переход в-ва из жидкого или твёрдого агрегатного состояния в газообразное (пар). Обычно под И. понимают переход жидкости в пар, происходящий на свободной поверхности жидкости. И. твёрдых тел наз. возгонкой или сублимацией.
Зависимость давления насыщ. пара нек-рых жидкостей от темп-ры.
Вследствие теплового движения молекул И. возможно при любой темп-ре, но с возрастанием темп-ры скорость И. увеличивается. В замкнутом пр-ве (закрытом сосуде) И. происходит при заданной пост. темп-ре до тех пор, пока пр-во над жидкостью (или тв. телом) не заполнится насыщ. паром. Давление насыщ. пара рнас зависит только от темп-ры Т и повышается с её возрастанием. Кривая зависимость рнас от Т наз. равновесной кривой И. (рис.). Если рнас становится равным внеш. давлению или несколько его превышает, то И. переходит в кипение. Наиб. высокой темп-рой кипения явл. критическая температура данного в-ва. Критические темп-pa и давление определяют критическую точку — конечную точку на равновесной кривой И. Выше этой точки сосуществование двух фаз — жидкости и пара — в равновесии невозможно.
При переходе из жидкости в пар молекула должна преодолеть силы мол. сцепления в жидкости. Работа против этих сил (работа выхода), а также против внеш. давления уже образовавшегося пара, совершается за счёт кинетич. энергии теплового движения молекул. В результате И. жидкость охлаждается. Поэтому, чтобы процесс И. протекал при пост. темп-ре, необходимо сообщать каждой ед. массы в-ва определ. кол-во теплоты l (Дж/кг или Дж/кмоль), наз. теплотой испарения. Теплота И. уменьшается с ростом темп-ры, особенно быстро вблизи критич. точки, обращаясь в этой точке в нуль. Теплота И. связана с производной давления насыщ. пара по темп-ре Клапейрона — Клаузиуса уравнением, на основе к-рого определяются численные значения l для жидкостей. Скорость И. резко снижается при нанесении на поверхность жидкости достаточно прочной плёнки нелетучего в-ва. И. жидкости в газовой среде, напр. в воздухе, происходит медленнее, чем в разреженном пр-ве (вакууме), т. к. вследствие соударений с молекулами газа часть ч-ц пара вновь возвращается в жидкость (конденсируется). И. относится к фазовым переходам 1-го рода, к-рые характеризуются отличной от нуля теплотой фазового перехода. При процессе, обратном И., т. е. при образовании из пара жидкой фазы (конденсации пара), происходит выделение теплоты И. Применяется И. в технике как средство очистки в-в или разделения жидких смесей перегонкой. Процесс И. лежит в основе работы двигателей внутр. сгорания, холодильных установок, а также всех процессов сушки материалов.
В естественных условиях И. явл. единств. формой передачи влаги с океанов и суши в атмосферу и осн. составляющей круговорота воды на земном шаре.