飽和蒸汽壓是指水蒸氣的壓強還是空氣的壓強?

時間 2021-06-03 09:12:16

1樓:凸頭匠

是容器內的水蒸氣的分壓。

以下是個簡單地分析。

首先,按定義:在密閉條件中,在一定溫度下,與固體或液體處於相平衡的蒸氣所具有的壓強稱為飽和蒸氣壓。而這句話背後的微觀解釋是說,當密閉容器中「液體分子從液面跑入上方空腔形成蒸汽的數量」等於「空腔中的蒸汽分子通過液面跑回液體內部的數量」時,此時容器內的汽化和液化過程動態平衡,而此時蒸汽所具有的壓力稱為飽和蒸汽壓。

假設室溫25℃條件下,乙個容器中有一部分水,液體上方是完全乾燥的空氣(即原本沒有水蒸汽分子)。查表可知,水的飽和蒸汽壓約為2kPa。那麼我們就假設完全乾燥的空氣此時壓強就為2kpa。

那麼雖然此時空腔氣體壓力就等於2kPa,但是關於「水」的相平衡達到了嗎?並沒有,因為空氣中完全沒有水蒸氣分子,也就不存在水蒸氣分子通過液面跑回液體內部。相反,實際上液體水分子還在因分子運動不斷地跑出液面,進入空腔形成水蒸氣。

根據道爾頓分壓定律(在低壓真實氣體情況下可以近似適用)可知,這個過程會導致空腔內的氣體總壓(原有乾燥氣體壓力+不斷增加的水蒸氣壓力)不斷增加。一旦有液體水分子進入空氣中,就會有氣態水分子回到液態水中,只是現在前者比後者數量多得多。那麼這個過程肯定沒有達到飽和蒸汽壓所定義的動態相平衡的要求。

那什麼時候會有相平衡呢?那就是等到空氣中的水蒸氣分子不斷增多(空氣中水的分壓也不斷增大)直至達到某一條件(水蒸氣的分壓達到2kPa)時,水氣分子返回液態水中的數量等於水中蒸發出的水分子數量,這個時候就達到了水的動態相平衡。

所以可以看到,即便我原先加入的乾燥空氣是3kpa,也還是沒辦法在一開始就達到水的相平衡,非得要空氣中水氣的分壓達到2kpa才能實現相平衡。

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