Zasićena para i njegova svojstva

Sigurno je da su mnogi ljudi morali gledati sliku o tome kako stajanje otvorenog spremnika s vodom nakon nekog vremena je prazno. Ako je pokriveno poklopcem, voda ne odlazi. Razlog je dobro poznat - voda isparava. Objašnjenje za ovaj fenomen je jednostavno: neke molekule vode imaju dovoljno veliku brzinu da napuste tekućinu. Ovaj proces prijelaza tekućine u plinovito stanje naziva se isparavanjem.

Drugi postupak, odnosno konverzija pare u tekućinu, zove se kondenzacija. Ova dva procesa, isparavanje i kondenzacija, nastaju neprestano: neke vode isparavaju, neke se kondenziraju. Ako je volumen iznad površine vode neograničen, prevladava proces isparavanja. Isparena voda uklanja se, na primjer, dolazi preko površine otvorene vode, a tekućina postupno prelazi u plinovitu stanje paru.

No, ako je količina slobodnog prostora iznad tekućine ograničena, tada dolazi do nešto drugačije situacije. Isparena voda ne može ostaviti ovaj volumen i zasićene pare formira iznad površine vode. Ovo je naziv pare u stanju ravnoteže, kada je količina isparene vode i kondenzirane pare jednake. Voda se ne smanjuje i ne dolazi, dolazi do ravnoteže između isparavanja i kondenzacije.

Sada znamo koja je zasićena para, a možda će i njegova svojstva biti vrlo znatiželjna za nas. Od samog početka smo utvrdili da je volumen slobodnog prostora iznad površine tekućine ograničen. Na njoj se formira zasićena para. A ako je sada ovaj slobodni volumen smanjen? Što će se dogoditi? U tom se slučaju krši ravnomjerna ravnoteža između kondenzacije i isparavanja. Proces kondenzacije će početi prevladavati, sadržaj vlage će se povećati, a para će se smanjivati.

Naziva se tlak pare u kojemu je u ravnoteži s tekućinom zasićeni tlak pare. Ako smanjimo količinu slobodnog prostora iznad vode, tada se tlak pare povećava. Posljedica toga je prijelaz pare u vodu. S porastom pritisne tekućine zauzima manje prostora od zasićene pare. Iz toga slijedi još jedan zaključak: ako je temperatura konstantna, onda zasićeni tlak para za bilo koji volumen je isti.

Postoji još jedna varijanta ponašanja pare - volumen iznad površine vode se smanjuje, a prijelaz pare u tekućinu ne događa. Zato je nezasićena para iznad površine. Kasnije, kada se volumen smanjuje pri stalnoj temperaturi, pare počinju pretvoriti u vodu, što znači da se stvara zasićena para. Ali nije bilo ništa što je uvjet uvjetovano da se sve događa pri stalnoj temperaturi. Postoji određena vrijednost u kojoj se pare mogu pretvoriti u tekućinu.

Ta se vrijednost naziva kritična temperatura. Tvar ostaje plin na temperaturi iznad kritične temperature, ali ako je ispod kritične, plin postaje tekućina. Svaka tvar ima svoje značenje kritičnu temperaturu. Vrijedno je istaknuti još dvije značajke pare: to može biti i mokra i suhe zasićene pare. Na mokrom su kapljice vode, a suha pare ne sadrže vlagu.

Tu je i takozvana pregrijana para - to je suha para s temperaturom iznad kritične. U tom se slučaju smatralo da u zatvorenom volumenu nema tekućine, a prisutna je samo para. Zagrijana para se uglavnom koristi u inženjeringu i elektrotehnici. Visoke temperature pregrijana para omogućava ga transportom pomoću parnih cijevi i koristi se u parne turbine. Zbog nedostatka vode u pregrijanoj paru, život turbine se povećava.

U članku se razmatra ono što zasićena para, njegove vrste i svojstva, kao i proces nastajanja i transformacije u tekućinu.