Конденсация
Автор naturalscience.ru   

Для вас не секрет, что газообразные вещества могут стать жидкими или твердыми. Например, обычный водяной пар летним утром становится капельками росы (то есть жидкостью), а зимой - кристалликами инея (то есть твердым телом). Отвердевание или сжижение газообразных тел сопровождается огромным увеличением их плотности: примерно в 100-1000 раз.

В переводе с латинского "конденсацио" означает "уплотнение, сгущение". Поэтому конденсацией называется переход вещества из газообразного состояния в жидкое или твердое. А сами эти состояния называются конденсированными состояниями вещества.

Проведем эксперимент по исследованию конденсации. Легко сжижающийся газ (например, аммиак) поместим в цилиндр с прочными прозрачными стенками и начнем сдавливать поршнем. Изменение объема газа будем отслеживать по шкале на стенке цилиндра, а изменение давления - по манометру. По этим данным построим график. Вы видите, что на этапе AB объем газа уменьшался, а его давление увеличивалось. Однако при этом газ оставался газом. На участке BC объем продолжал уменьшаться, однако давление оставалось постоянным. При этом на стенках цилиндра образовывались капельки сжиженного газа, постепенно стекавшие вниз. Примечание. Чтобы нагревающийся от сжатия газ успевал охлаждаться окружающей средой, поршень нужно вдвигать медленно.

Превращение газа в жидкость с точки зрения МКТ объясняется тем, что при сближении молекул между ними возникают силы притяжения, и молекулы как бы слипаются, образуя капельки жидкости.

Итак, на участке BC в цилиндре одновременно сосуществуют газ и жидкость. Их температура и давление, разумеется, одинаковы. Кроме того, это давление не зависит от количества жидкости и газа. Вдвигая поршень, мы на мгновение увеличиваем давление газа около поршня, что способствует переходу части молекул в жидкость, и давление вновь становится прежним. В этом случае говорят, что в цилиндре наблюдается термодинамическое равновесие.


Газ, находящийся в термодинамическом равновесии со своей жидкостью, называется насыщенным паром. Слово "насыщенный" подчеркивает, что при данной температуре этот пар не может содержать большее число молекул, то есть иметь бо'льшую плотность.

Итак, на участке ВС в цилиндре находятся жидкость и ее насыщенный пар. К моменту достижения точки С конденсация пара заканчивается, и в цилиндре можно наблюдать только образовавшуюся жидкость. Поэтому при попытке дальнейшего сжатия давление будет резко возрастать (участок CD), препятствуя продвижению поршня. Жидкость "не позволит" сколь-нибудь заметно себя сжать.

Давление насыщенного пара - одна из характеристик вещества. Для различных веществ это давление, как правило, различно. Вещества с малым значением этой величины при нормальных условиях являются твердыми или жидкими; с большим значением - газообразными. При средних значениях вещество является либо легкоиспаряющейся жидкостью, либо легко сжижающимся газом.