Вопрос школьника
Пусть W1 — число молекул, покидающих поверхность жидкости в единицу времени при равновесии пара и жидкости, W2 — число молекул, попадающих за то же время из пара в жидкость. Тогда
Ответ от учителя
W1 и W2 связаны между собой законом Рауля, который утверждает, что парциальное давление каждого компонента в идеальном растворе пропорционально его молярной доле в растворе. В случае жидкости и ее пара это означает, что скорость испарения (W1) пропорциональна парциальному давлению жидкости над поверхностью, а скорость конденсации (W2) пропорциональна парциальному давлению пара над жидкостью.
Таким образом, при равновесии пара и жидкости скорость испарения и скорость конденсации должны быть равными, то есть W1 = W2. Это означает, что количество молекул, покидающих поверхность жидкости в единицу времени, должно быть равно количеству молекул, попадающих из пара в жидкость за то же время.
Закон Рауля также позволяет определить парциальное давление каждого компонента в идеальном растворе, используя его молярную долю и общее давление системы. Для жидкости и ее пара это выражается формулой:
P1 = X1 * P
где P1 — парциальное давление жидкости, X1 — молярная доля жидкости в растворе, P — общее давление системы.
Таким образом, зная молярную долю жидкости в растворе и общее давление системы, можно определить парциальное давление жидкости над поверхностью и скорость испарения (W1), а зная парциальное давление пара над жидкостью и общее давление системы, можно определить скорость конденсации (W2). При равновесии пара и жидкости эти скорости должны быть равными, что подтверждает закон Рауля.
