Číslo projektuCZ.1.07/1.5.00/ Název školyGymnázium, Soběslav, Dr. Edvarda Beneše 449/II Kód materiáluVY_32_INOVACE_32_11 Název materiáluSytá pára AutorMgr. Petr Lintner Tematická oblastFyzika Tematický okruhMolekulová fyzika a termika Ročník2 Datum tvorbyúnor 2014 Pokud není uvedeno jinak, použitý materiál je z vlastních zdrojů autora

Sytá pára

Vypařování kapaliny v uzavřené nádobě – po určité době se přestane objem kapaliny zmenšovat a objem páry zvětšovat. V nádobě se vytvoří rovnovážný stav – počet molekul opouštějících kapalinu a vracejících se molekul je za tutéž dobu stejný. Objem kapaliny a páry se nemění, konstantní zůstává tlak páry i teplota soustavy.

Pára, která je v rovnovážném stavu se svou kapalinou, se nazývá sytá pára. Zvětšíme-li (resp. zmenšíme-li) izotermicky objem prostoru nad kapalinou, část kapaliny se vypaří (resp. zkondenzuje) a opět se vytvoří rovnovážný stav, při kterém tlak syté páry dosáhne původní hodnoty. Pro sytou páru tudíž neplatí stavová rovnice – nelze ji považovat za ideální plyn. Tlak syté páry nezávisí při stálé teplotě na objemu páry.

Zvýšíme-li teplotu soustavy, zvětší se její vnitřní energie a další část kapaliny se vypaří – tím vzroste hustota molekul páry. Současně se zvýšením teploty vzroste střední rychlost molekul páry. Tyto změny způsobí nárůst tlaku syté páry. Tato závislost není lineární a má pro různé látky různý průběh. Grafické znázornění této závislosti se nazývá křivka syté páry. Tlak syté páry nad kapalinou s rostoucí teplotou roste.

Křivka syté páry

Počátečnímu bodu A křivky syté páry odpovídají nejmenší hodnoty teploty a tlaku, při kterých existuje kapalina a její sytá pára v rovnovážném stavu. Pro vodu je T A = 273,16 K (0,01 °C) a p A = 611,73 Pa. Koncový bod K křivky syté páry se nazývá kritický bod a znázorňuje kritický stav látky, který je popsán kritickou teplotou T K a kritickým tlakem p K. Při teplotách vyšších než T K látka již nemůže existovat v kapalném skupenství. Pro vodu je T K = 647,3 K (374,15 °C), p K = 22,13 MPa a ρ k = 315 kg∙m -3.

Z křivky syté páry lze také získat hodnotu teploty varu kapaliny při daném vnějším tlaku nad kapalinou. Var kapaliny nastává v okamžiku, kdy se tlak syté páry uvnitř bublin přibližně rovná vnějšímu tlaku. Zvýší-li se tlak nad hladinou kapaliny, nastane var až po takovém zvýšení teploty kapaliny, při kterém tlak syté páry uvnitř bublin dosáhne hodnoty vnějšího tlaku – teplota varu kapaliny roste s rostoucím tlakem nad kapalinou.

Otázky a úkoly: 1.Jak lze zjistit, zda vodní pára v uzavřené nádobě bez přítomnosti vody je sytá vodní pára? 2.Jak bude probíhat var při ohřívání vody, která vyplňuje velmi vysokou nádobu? Předpokládejte rovnoměrné šíření tepla v celém objemu kapaliny. 3.Určete pomocí fyzikálních tabulek teplotu varu vody při tlaku, který se rovná atmosférickému tlaku ve výšce m n. m.

Použité zdroje: BARTUŠKA, Karel. Fyzika pro gymnázia: Molekulová fyzika a termika. 2. vyd. Praha: Prometheus, 1994, 254 s. ISBN SVOBODA, Emanuel aj. Přehled středoškolské fyziky. 4. upravené vydání. Praha: Prometheus, s. ISBN