أقصى ضغط للبخار

تخيل بركة صغيرة من الماء. بمرور الوقت ، ستبدأ جزيئات الماء الموجودة على السطح في التبخر وسيستمر هذا حتى يتغير السائل إلى حالة بخار.

فكر الآن في زجاجة ماء نصف محكمة الإغلاق. حتى بعد عدة ساعات ، نلاحظ أن حجم الماء داخل الزجاجة لا يتغير. هل من الممكن إذن أنه في الأنظمة المغلقة مثل هذا التبخر لا يحدث كما هو الحال في النظام المفتوح؟

فعلا، نعم يحدث ذلك، لأن التبخر يحدث عندما تصل جزيئات السطح في النهاية إلى طاقة حركية كافية للكسر الروابط بين الجزيئية (الروابط الهيدروجينية) وتتفكك ، وتخرج من السائل وتتحول إلى بخار. يحدث هذا داخل الزجاجة لجزيئات الماء السطحي.

ومع ذلك، يأتي وقت يصل فيه هذا البخار إلى التشبع ، أي نقطة قصوى لا يمكن عندها الاحتفاظ بمزيد من الجزيئات في حالة البخار. وهكذا ، تبدأ بعض الجزيئات بالمرور عبر العملية العكسية ، وهي التميع ، والعودة إلى الكتلة السائلة.

بهذه الطريقة ، أ توازن ديناميكيلذلك ، إذا انتقل جزيء واحد إلى حالة البخار ، ينتقل جزيء آخر على الفور إلى الحالة السائلة. نظرًا لأن هذه الظاهرة تحدث بلا توقف وبما أننا لا نستطيع رؤية جزيئات الماء ، يبدو لنا أن النظام في طريق مسدود. لكن في الواقع الحجم لا يتغير لأن كمية السائل التي تتبخر هي نفس كمية البخار التي تتكثف.

يمارس البخار داخل نظام مغلق ، كما هو الحال في هذه الزجاجة المغطاة ، ضغطًا على سطح السائل. هكذا، أكبر قدر ممكن من البخار يمارس الأقصى ضغط للبخار.

هذا الحد الأقصى لضغط البخار يختلف من سائل إلى سائل وأيضًا حسب درجة الحرارة. الحد الأقصى لضغط بخار الماء ، على سبيل المثال ، أقل بكثير من الحد الأقصى لضغط بخار الأثير عند نفس درجة الحرارة. وذلك لأن تفاعلات الأثير بين الجزيئات أضعف بكثير من التفاعلات بين جزيئات الماء. لذلك ، من الأسهل كسر التفاعلات بين جزيئات الأثير.

هذا يبين لنا ذلك كلما زاد الحد الأقصى لضغط بخار السائل ، زاد تطايره. هذا هو السبب في أننا إذا وضعنا الماء والأثير في كوبين منفصلين ، فسنرى بعد فترة أن حجم الأثير قد انخفض أكثر بكثير من الماء ، لأنه أكثر تطايرًا.

الآن دعنا نتحدث عن تأثير درجة الحرارة على أقصى ضغط بخار للسائل. عند درجة حرارة 20 درجة مئوية ، يكون الحد الأقصى لضغط بخار الماء 17.535 مم زئبق ؛ عند 50 درجة مئوية يتغير إلى 98.51 مم زئبق ؛ عند 100 درجة مئوية ، يكون 760 مم زئبق.

هذا يبين لنا ذلك يتناسب الحد الأقصى لضغط البخار مع تغير درجة الحرارة ويتناسب عكسيًا مع شدة التفاعلات بين الجزيئات.

عامل آخر مثير للاهتمام هو أنه عند 100 درجة مئوية ، يكون الحد الأقصى لضغط بخار الماء مساويًا للضغط الجوي ، أي 760 مم زئبق أو 1 ضغط جوي (عند مستوى سطح البحر). لهذا السبب يغلي الماء عند درجة الحرارة هذه ، حيث يتمكن البخار من التغلب على الضغط الذي تمارسه الغازات في الهواء الجوي على سطح السائل.

نقطة أخرى مهمة هي أنه إذا أضفنا مذابًا غير متطاير إلى سائل ، فإن ضغط البخار الأقصى سينخفض ​​بسبب التفاعلات بين الجسيمات المذابة وجزيئات الماء. هذا ال ملكية مشتركة يتصل تنظير الصوت أو قياس التوتر. انظر المزيد حول هذا في المقالات ذات الصلة أدناه.

بقلم جينيفر فوغاسا
تخرج في الكيمياء

مصدر: مدرسة البرازيل - https://brasilescola.uol.com.br/quimica/pressao-maxima-vapor.htm