Z pewnością wielu musiało oglądać to zdjęcie,jak stojący otwarty pojemnik z wodą po chwili okazuje się pusty. Jeśli przykryjesz go pokrywką, woda nigdzie nie płynie. Każdy zna przyczynę - woda wyparowuje. Wyjaśnienie tego zjawiska jest proste: niektóre cząsteczki wody mają wystarczająco dużą prędkość ruchu, aby opuścić ciecz. Ten proces przejścia cieczy w stan gazowy nazywa się parowaniem.
Kolejny proces, a mianowicie konwersja pary dociecz nazywana jest kondensacją. Te dwa procesy, parowanie i kondensacja, trwają nieustannie: część wody wyparowuje, część skrapla się. Jeśli objętość nad powierzchnią wody jest nieograniczona, wówczas przeważa proces parowania. Odparowana woda jest usuwana, ponieważ np. Występuje na powierzchni otwartej wody, a ciecz stopniowo przechodzi w stan gazowy - parę.
Ale jeśli ilość wolnego miejsca jest powyżejpłyn jest ograniczony, pojawia się nieco inna sytuacja. Odparowana woda nie może opuścić tej objętości, a nad powierzchnią wody tworzy się para nasycona. To nazwa pary w stanie równowagi, gdy ilość odparowanej wody i skroplonej pary są równe. Woda nie zmniejsza się ani nie zwiększa, stan równowagi występuje między parowaniem a kondensacją.
Teraz wiemy, czym jest para nasycona i jejnieruchomości być może będą dla nas całkiem interesujące. Od samego początku ustaliliśmy, że objętość wolnej przestrzeni nad powierzchnią cieczy jest ograniczona. Nad nim utworzyła się para nasycona. A jeśli teraz ta wolna objętość zostanie zmniejszona? Co się stanie? W takim przypadku ustalona równowaga między kondensacją a parowaniem zostanie naruszona. Zacznie dominować proces kondensacji, objętość wilgoci wzrośnie, a para zmniejszy się.
Ciśnienie pary, przy której się znajdujerównowaga z cieczą nazywana jest prężnością pary nasyconej. Jeśli zmniejszymy objętość wolnej przestrzeni nad wodą, wówczas ciśnienie pary wzrasta. Konsekwencją tego będzie przejście pary w wodę. Pod zwiększonym ciśnieniem ciecz zajmuje mniej miejsca niż para nasycona. Z tego wynika jeszcze jeden wniosek: jeśli temperatura jest stała, to ciśnienie pary nasyconej jest takie samo dla każdej objętości.
Jest jeszcze jedna opcja zachowania pary -objętość nad powierzchnią wody jest zmniejszona, a przejście pary w ciecz nie występuje. Oznacza to, że nad powierzchnią znajduje się para nienasycona. Ponadto, wraz ze spadkiem objętości przy stałej temperaturze, para zaczyna zamieniać się w wodę - co oznacza, że utworzyła się para nasycona. Ale nie na próżno ustalono warunek, że wszystko dzieje się w stałej temperaturze. Istnieje pewna wartość, przy której para może zamienić się w ciecz.
Ta wartość nazywana jest temperaturą krytyczną.Substancja pozostaje gazem w temperaturze powyżej temperatury krytycznej, ale jeśli jest poniżej temperatury krytycznej, gaz zamienia się w ciecz. Każda substancja ma swoją krytyczną wartość temperatury. Warto zwrócić uwagę na jeszcze dwie cechy pary: może to być para nasycona mokra lub sucha. Mokry zawiera kropelki wody, a sucha para nie zawiera wilgoci.
Istnieje również tak zwana para przegrzana -jest to para sucha o temperaturze powyżej krytycznej. W takim przypadku uważa się, że w zamkniętej objętości nie ma cieczy, ale obecna jest tylko para. Para przegrzana znajduje zastosowanie głównie w inżynierii i energetyce. Wysoka temperatura przegrzanej pary umożliwia jej transport rurociągami parowymi oraz zastosowanie w turbinach parowych. Brak wody w przegrzanej parze wydłuża żywotność turbiny.
W artykule omówiono, czym jest para nasycona, jej rodzaje i właściwości, a także proces jej powstawania i przemiany w ciecz.
