Сьогодні вивчаємо, фізика

№1
1. Основні положення МКТ. Молекулярно-кінетична теорія зароди­лася в XIX ст. з метою пояснити будову та властивості речовини на ос­нові уявлення про те, що речовина складається з дрібних частинок — молекул, які безперервно рухаються та взаємодіють одна з одною. Особ­ливих успіхів ця теорія досягла у поясненні властивостей газів.

Молекулярно-кінетичною теорією називають вчення, що пояснює будо­ву та властивості тіл рухом і взаємодією частинок, з яких складаються тіла.

В основі МКТ — три найважливіші положення:

1)  усі речовини складаються з молекул;

2)  молекули перебувають у безперервному хаотичному русі;

3)  молекули взаємодіють одна з одною.

    2. Основна задача МКТ. Параметри газу, пов'язані з індивідуальни­ми характеристиками молекул, які його складають, називаються мікро­скопічними параметрами (маси молекул, їх швидкості, концентрація).

Параметри, що характеризують стан макроскопічних тіл без ураху­вання їхньої молекулярної будови, називаються макроскопічними па­раметрами (об'єм, тиск, температура).

 Основна задача молекулярно-кінетичної теорії — встановити зв'язок між мікроскопічними та макроскопічними параметрами речовини, і, ви­ходячи з цього, знайти рівняння стану даної речовини.

Наприклад, знаючи маси молекул, їхні середні швидкості та концен­трацію, знайти об'єм, тиск і температуру даної маси газу, а також ви­разити тиск газу через його об'єм і температуру.

     3. Дослідні підтвердження МКТ. Припущення про молекулярну будо­ву речовини підтверджувалося лише побічно. Основні положення моле­кулярно-кінетичної теорії газів добре узгоджувалися з експериментом. Сьогодні техніка досягла рівня, за якого можна роздивитися навіть ок­ремі атоми. Переконатися в існуванні молекул і оцінити їхні розміри можна досить просто. Помістімо крапельку олії на поверхню води. Мас­ляна пляма буде розтікатися поверхнею води, але площа масляної плівки не може перевищувати певного значення. Природно припустити, що мак­симальна площа плівки відповідає масляному шарові товщиною в одну молекулу.

Переконатися в тому, що молекули рухаються, можна зовсім просто: капніть крапельку парфумів в одному кінці кімнати, і через кілька се­кунд цей запах пошириться по всій кімнаті. В оточуючому нас повітрі молекули рухаються зі швидкістю артилерійських снарядів — сотні метрів на секунду. Дивною властивістю руху молекул є те, що він ніколи не припиняється. Цим рух молекул істотно відрізняється від руху ото­чуючих нас предметів: адже механічний рух неминуче припиняється внаслідок тертя. На початку XIX ст. англійський ботанік Броун, спо­стерігаючи в мікроскоп частинки пилка, завислі у воді, помітив, що ці частинки перебувають у «вічному танці». Причину так званого «броунів-ського руху» зрозуміли тільки через 50 років після його відкриття: ок­ремі удари молекул рідини об частинку не компенсують один одного, якщо ця частинка достатньо мала. З тих пір броунівський рух розгля­дається як наочне дослідне підтвердження руху молекул.

Якби молекули не притягалися одна до одної, не було б ні рідин, ні твердих тіл — вони просто розсипалися б на окремі молекули. З іншо­го боку, якби молекули тільки притягалися, вони «злипалися» б у над­звичайно щільні згустки, а молекули газів під час ударів об стінки по­судин «прилипали» б до них. Взаємодія молекул має електричну при­роду. Хоча молекули, загалом, електрично нейтральні, розподіл позитивних і негативних електричних зарядів у них такий, що на великих відстанях (у порівнянні з розмірами самих молекул) молекули притя­гаються, а на малих відстанях — відштовхуються. Спробуйте розірва­ти сталеву або капронову нитку перерізом 1 мм². Навряд чи це вдасть­ся, навіть якщо напружити всі сили, хоча зусиллям вашого тіла «про­тистоять» сили притягання молекул у малому перерізі нитки.

4. Дослід Штерна. Вирішальними для доказу МКТ є досліди, у яких безпосередньо виявляються окремі молекули або атоми, а також вимі­рюються швидкості їхнього руху. Одним із перших експериментів, де були безпосередньо виміряні швидкості руху окремих молекул газу, був дослід О. Штерна, здійснений у 1920 р. Здобуте з цього досліду значення середнього квадрата швидкості руху атомів Аргентуму виявилося в ме­жах можливих похибок вимірювань, що збігаються зі значенням швид­кості, здобутим теоретичним шляхом.

Збіг експериментально знайдених швидкостей руху молекул газу зі значеннями, що були передбачені МКТ, є одним із найважливіших пря­мих доказів справедливості МКТ газів.

Можна звернути увагу учнів на одну важливу обставину. У досліді Штерна швидкість молекул визначалася за різних температур за раху­нок зміни розжарення волоска, з якого відбувалося випарювання речо­вини. Виявилося, що у разі підвищення температури швидкість молекул збільшується, а у разі зниження — зменшується. Це експериментально підтверджує молекулярно-кінетичне визначення абсолютної температури.

Головне:

■ Основні положення МКТ:

1)   усі речовини складаються з молекул;

2)   молекули перебувають у безперервному хаотичному русі;

3)   молекули взаємодіють одна з одною.

■ Дослідні підтвердження основних положень МКТ:

1)   спостереження атомів за допомогою іонного мікроскопа, існування граничної площі масляної плівки на поверхні води;

2)   броунівський рух і дифузія;

3)   існування рідин і твердих тіл.

■ Основна задача МКТ:

установити зв'язок між мікроскопічними та макроскопічними пара­метрами речовини та, виходячи з цього, знайти рівняння стану да­ної речовини.

■ Прямим експериментальним підтвердженням МКТ є результати досліду Штерна (1920р.)

                             №2. 
 Маса і розміри атомів і молекул. Кількість речовини.

Атомом називається найменша частинка хімічного елемента, що ще зберігає його основні фізичні  та хімічні властивості. Молекула – це найменша частинка речовини, що ще зберігає його основні фізичні  та хімічні властивості.

1. Оцінка розмірів молекул. Приблизну оцінку розмірів молекул мож­на дістати з дослідів, проведених свого часу німецьким фізиком В. Рент­геном і англійським фізиком Д. Релеєм. Якщо капнути на поверхню води крапельку олії, то вона розпливеться, утворивши тонку плівку завтов­шки усього лише в одну молекулу. Товщину цього шару неважко ви­значити й тим самим оцінити розміри молекули олії. У даний час існує ряд методів, що дозволяють визначити розміри молекул і атомів. На­приклад, лінійні розміри молекули кисню становлять 3·10^-10 м, води — близько 2,6·^-10 м. Таким чином, характерною довжиною у світі мо­лекул є розмір 10^-10 м. Корисно не тільки запам'ятати цей параметр (10^-10 м), але й образно уявити його собі. Це допоможе нам «увійти» у світ молекул. Легко перевірити, що якщо молекулу води збільшити до розмірів яблука, то саме яблуко стане розміром із земну кулю.

2. Кількість речовини. У минулому столітті італійський учений Авогадро виявив дивний факт: якщо два різні гази займають посудини од­накового об'єму за однакових температур і тисків, то в кожній посудині міститься одне й те саме число молекул. Зауважимо, що маси газів при цьому можуть відрізнятися дуже сильно: наприклад, якщо в одній по­судині водень, а в іншій — кисень, то маса кисню в 16 разів більша від маси водню.

Це означає, що деякі, причому досить важливі, властивості тіла визначаються числом молекул у цьому тілі: число молекул виявляєть­ся навіть більш важливим, ніж маса.

Фізична величина, що визначає число молекул у даному тілі, нази­вається кількістю речовини й позначається буквою ν .

Оскільки маси окремих молекул відрізняються одна від одної, то од­накові кількості різних речовин мають різну масу. Наприклад, 10²⁵ мо­лекул водню й 10²⁵ молекул кисню вважають однаковою кількістю ре­човини, хоча вони мають різні маси (33,45 і 531,45 г відповідно).

Таким чином, маса не є мірою кількості речовини. Одиницею кількості речовини є моль.

Один моль — це кількість речовини, що містить стільки ж моле­кул, скільки атомів Карбону міститься в 0,012 кг вуглецю.

3. Відносна молекулярна маса. Маси окремих молекул дуже малі. Наприклад, маса однієї молекули води дорівнює близько 2,7 • 10^-26 кг. Молекули інших речовин мають маси такого ж порядку. Оскільки маси молекул дуже малі, зручно використовувати в обчисленнях не абсолютні значення мас, а відносні. За міжнародною угодою маси всіх атомів і мо­лекул порівнюють із 1/12 маси атома Карбону. Головна причина тако­го вибору полягає в тому, що Карбон входить до складу великої кількості різних хімічних сполук.

Відносною молекулярною (або атомною) масою речовини М_г нази­вається відношення маси молекули (або атома) т₀ даної речовини до 1/12 маси атома Карбону:

Наприклад, відносна атомна маса Карбону дорівнює 12, а Гідро­гену — 1. Відносна ж молекулярна маса водню дорівнює 2, оскільки молекула водню складається з двох атомів.

Отже, зручність вибору моля як одиниці вимірювання кількості ре­човини пов'язана з тим, що маса 1 моль речовини в грамах чисельно дорівнює його відносній молекулярній масі.

4. Молярна маса. Маса т тіла пропорційна кількості речовини ν, що міститься в даному тілі. Тому відношення

_m/υ

характеризує речовину, з якої складається це тіло: чим «важчі» молекули речовини, тим більше це відношення.

Відношення маси речовини т до кількості речовини υ називається молярною масою й позначається М/

M=m/υ

Якщо прийняти в цій формулі ν= 1, дістанемо, що молярна маса речовини чисельно дорівнює масі 1 моль цієї речовини. Наприклад, молярна маса водню дорівнює:

M=2г/моль = 0,002кг/моль.

Одиницею вимірювання молярної маси в СІ є    Кг/моль  , оскільки маса вимірюється в кілограмах, а кількість речовини -  в молях. Якщо молярна маса М і кількість речовини ν відомі, можна знайти масу речовини:. m=ν·M.

5. Стала Авогадро. Число N молекул, що містяться в тілі, також пропорційне кількості речовини ν, що міститься в цьому тілі. Ко­ефіцієнт пропорційності є сталою величиною; він називається сталою Авогадро й позначається N_A:

N_A=N/ν

Звідси випливає, що стала Авогадро чисельно дорівнює числу моле­кул в 1 моль.

Стала Авогадро була виміряна багатьма способами. У результаті було здобуте значення N_A = 6,02-10²³    моль^-1   У приблизних обчисленнях звичайно приймають N_A= 6-10²³моль^-1.

Якщо кількість речовини ν у даному тілі відома, легко знайти чис­ло молекул N у цьому тілі: N =ν·N_A .

Знання сталої Авогадро дозволяє знайти масу однієї молекули. Дійсно, нехай дане тіло містить 1 моль речовини. Тоді маса тіла чисельно дорів­нює М, а число молекул у ньому чисельно дорівнює N_А. Позначаючи масу однієї молекули т₀, дістаємо:

        .

m₀=M/N_A

Можна сказати, що N_А — це «місток» між макросвітом (світом ото­чуючих нас тіл) і мікросвітом (світом атомів і молекул).

Якщо дане тіло містить ν моль речовини, то число молекул N у цьому тілі визначається виразом

N=ν·N_A

Відношення числа молекул N до об'єму V, який займають ці моле­кули, називається концентрацією молекул і позначається п:

n=N/V.

№3

Температура та її вимірювання.

Температура визначає ступінь нагрітості тіла, це одна з характеристик теплового стану речовини. З точки зору МКТ температура тіла визначається швидкістю руху молекул та атомів: чим вища температура тіла  - тим швидкість руху молекул та атомів, що складають дане тіло, більша

          Теплові явища та процеси відіграють важливу роль у житті та діяльності людини. Тому постійно виникає потреба визначати теплові стани різноманітних тіл та їх систем. Яким чином це можна зробити? В першу чергу, через вимірювання такої важливої кількісної характеристики теплового стану, як температура. Кожному доводилося вимірювати температуру власного тіла, повітря в кімнаті та на вулиці. Потрібно вимірювати температуру в середині духовки газової чи електричної плити для вибору оптимального режиму приготування страв, температуру води в системі охолодження теплових двигунів, температуру протікання різних технологічних процесів (наприклад, плавлення металів), тощо.

          Чи відрізняється вимірювання температури тіл від вимірювання маси або довжини? Вимірюючи масу або довжину, ми користуємося спеціальними мірами, з якими порівнюємо ці величини. Подібнимчином температуру виміряти не можна. Оскількитемпература є мірою кінетичної енергії хаотичного руху молекул або атомів тіла, то довелося б вимірювати значення кінетичної енергії кожної з мікрочастинок, що неможливо зробити.

       Оскільки температура є кількісною мірою середньої кінетичної енергії молекулярного руху, то її можна було б вимірювати у джоулях. Однак історично склалося так, що для вимірювання температури використовують спеціальні одиниці - градуси. Цікаво, що вимірювати температуру навчились раніше, ніж зрозуміли будову речовини та що таке температура.

        Деякі властивості тіл, наприклад, об’єм, змінюються зі зміною температури. Тому для вимірювання температури знаходять залежність певної властивості тіла від температури.

Прилади, які використовуються для вимірювання температури шляхом контакту з досліджуваним середовищем, називають термометрами.

          На практиці використовують різні види термометрів. Вони відрізняються між собою тим, що в них використовується залежність різних властивостей тіла від температури, наприклад, змінаоб’єму тіла або електричного опору.

        Розрізняють термометри рідинні (термодинамічним тілом в них є рідина), металічні(термодинамічним тілом в них є біметалічні пластини), провідності (за зміною електричного опору).

        Одними з найбільш простих за конструкцією та зручних у використанні є рідинні термометри. В основу принципу їх дії покладено властивість рідини змінювати свій об’єм в залежності від температури (під час нагрівання розширюватися, а під час охолодження - стискатися).

Рідинний термометр складається з невеликого резервуара (скляної колбочки), заповненого рідиною (наприклад, спиртом, пентаном, толуолом). За допомогою вузького каналу (капілярної трубки) резервуар з’єднаний зі скляною трубкою, запаяною зверху. Трубка кріпиться до температурної шкали. Для зменшення зовнішніх механічних впливів елементи термометра розміщують у прозорому корпусі.

         Рідинні термометри можна застосовувати для вимірювання лише тих температур, при яких рідина зберігає свої властивості (так, ртутним термометром можна вимірювати температури не нижчі за -39 °С, оскільки це точка тверднення ртуті; аналогічно при високих температурах рідина термометра почне випаровуватися). Крім того, висота піднімання стовпчика рідинного термометра залежить від властивостей самої рідини та скла, з якого виготовлено трубку.

          Розглянемо вимірювання температури рідинним термометром. Візьмемо термометр в руку, затиснувши резервуар з рідиною в долоні. Оскільки температура тіла людини, як правило, вища, ніж температура повітря в кімнаті, то тепло від долоні передаватиметься термометру. Температура рідини поступово зростатиме. Внаслідок теплового розширення збільшуватиметься її об’єм: стовпчик рідини в капілярній трубці піднімається. Якщо після нагрівання термометр залишити на столі, він почне охолоджуватися до кімнатної температури. Температура рідини, а отже і її об’єм, зменшуються. Стовпчик рідини опускається. Збільшення тазменшення температури рідини термометра, а також її об’єму відбувається поступово - потрібен певний час для встановлення теплової рівноваги між тілом та термометром.

         Термометри показують власну температуру. Для вимірювання температури тіла потрібно забезпечити контакт між ним та термометром протягом деякого часу, доки встановиться теплова рівновага і температура рідини термометра зрівняється з температурою тіла.

Температурна шкала Цельсія та її градуювання

         Оскільки температура є кількісною характеристикою, тому недостатньо зафіксувати зміни рівнів стовпчика рідини термометра. Потрібно поставити їм у відповідність числові значення, які б залежали не від особливостей процесу вимірювання, а лише від температури тіла, тобто, проградуювати температурну шкалу. З цією метою на шкалі вибирають дві фіксовані (так звані реперні) точки, що відповідають таким значенням температури, які легко відтворюються, і за якими можна перевіряти точність термометрів та порівнювати їх між собою.

        Температурна шкала, що використовується у сучасних рідинних термометрах,  була запропонована шведським ученим А. Цельсієм у 1742 році.

За фіксовані точки температурної шкали А. Цельсій взяв точки, що відповідають температурі танення льоду (замерзання води) та температурі кипіння води за нормального тиску (1 атмосфера, що відповідає 760 мм рт.ст., або 101292,8 Па).

      Інтервал між фіксованими точками Цельсій поділив на 100 однакових частин і встановив розмір одиниці температурної - градус. На честь вченого, який розробив температурну шкалу, одиниці температури назвали градусами Цельсія. Виміряні значення температури позначають °С (наприклад, „22 °С” - 22 градуси Цельсія).

Термодинамічна (абсолютна) шкала температур

Крім шкали Цельсія в деяких країнах використовували і до нашого часу використовують температурну шкалу Реомюра (Франція, фіксовані точки 0оР та 80 °Р) і шкалу Фаренгейта (Англія, Америка, фіксовані точки 32 Т та 212 Т).

       Для більш точних вимірювань температури використовують так звану термодинамічну шкалу температур, яку запропонував у 1848 році англійський фізик В. Томсон (лорд Кельвін). За цією шкалою відлік температури починають від абсолютного нуля (температури, при якій мав би повністю припинитися хаотичний рух молекул і атомів тіла). Одиницею термодинамічної шкали температур є Кельвін.

За основну одиницю температури Міжнародної системи одиниць (СІ) прийнято Кельвін (К).

Шкала Цельсія та термодинамічна шкала зміщені між собою на 273,15 К. Тобто:

    Т=t⁰+273,15 K

Температура замерзання води (0 °С) в одиницях міжнародної системи становить 273,15 К. 1 кельвін за розміром дорівнює 1 градусу Цельсія (1 К = 1 °С).

Металічні, електричні та електронні термометри

         Для вимірювання високих температур використовуються металічні термометри. Принцип дії таких термометрів ґрунтується на залежності лінійних розмірів тіла (металу) від температури. В металічних термометрах використовують так звані біметалічні пластинки (“б/” - два) - пластинки, що складаються з двох смужок різних металів. Якщо біметалеву пластинку, що складається, наприклад, з латунної та залізної смужок, нагрівати, то така пластинка відхиляється від початкового положення за рахунок різного лінійного розширення кожної зі смужок. Чим більшим буде нагрівання, тим більшим буде відхилення.

          Якщо з біметалічної пластинки зробити спіраль, закріпити один її кінець на підставці, а до іншого приєднати стрілку, яка буде відхилятися при підвищенні температури, та відповідним чиномпроградуювати шкалу, отримаємо металічний термометр. Щоправда, покази такого термометра не будуть дуже точними.

          Для технічних потреб використовують також електричні термометри, в яких використовується залежність від температури такої властивості тіла, як опір електричному струму.

          Все більшого поширення набувають електронні термометри з цифровою індикацією. їх можна використовувати й для вимірювання власної температури тіла. Вони є мініатюрними мікроелектронними пристроями, які досить чутливі до найменших змін температури.

№4.

Ізопроцеси. Газові закони

Ізопроцесами називаються термодинамічні процеси, що протікають у системі з незмінною масою при сталому значенні одного з параметрів стану системи.(P,V або  T).

   За допомогою рівняння стану ідеального газу (рівняння Клапейрона-Мендєлєєва) можна дослідити процеси, у яких маса і один і термодинамічних параметрів р, V або Т — залишаються незмінними.

          Процес — це перехід термодинамічної системи з одного стану в інший.

         Кількісні залежності між двома параметрами газу за фіксованого значення третього параметра називається газовим законом.

Розглянемо такі ізопроцеси.

1. Ізотермічний процес (m = const, М = const, Т = const). Процес зміни стану термодинамічної системи за сталої температури називається ізотермічним.

Якщо до ізометричного процесу застосувати рівняння Клапейрона-Мендєлєєва для двох процесів з урахуванням сталої температури Т₁ = Т₂, то отримаємо, що Р₁ V₁ = Р₂ V₂ або pV = const.

Цей закон можна сформулювати так: для деякої маси газу добуток тиску газу на об’єм за Т =const є сталою величиною.

Ізотермічний процес (закон Бойля — Маріотта) - PV=const, при T=const.

Закон було встановлено експериментально англійським вченим Бойлем і французом Маріоттом і називається законом Бойля-Маріотта.

Цей закон справедливий для будь-яких газів, які можна вважати ідеальними, а також для їх сумішей.

Графічну залежність тиску (P) від об’єму(V)за умови Т = const можна зобразити у вигляді кривої — ізотерми в координатах р, V і прямих ліній у координатах p, Т або V, Т.

      

Ізотермічним можна вважати процес стиснення повітря компресором або розширення під поршнем насоса газу внаслідок відкачування його з посудини.

2. Ізобарний процес (T = const, М = const, P = const, m=const).

Процес зміни стану термодинамічної системи за сталого тиску називається ізобарним.

Рівняння Клапейрона-Менделєєва набуде такого вигляду:  V/T=const. 

 Ізобарний процес  (закон Гей-Люсака) - V/T=const. при P=const

Закон Гей-Люссака читається так: для даної маси газу відношення об’єму до температури стале, якщо тиск газу не змінюється. Закон Гей-Люссака експериментально встановлений французьким ученим Гей-Люссаком.

Графік залежності об’єму від температури за сталого тиску є прямою лінією, яку називають ізобарою.

На інших координатах рТ, pV наведено графіки ізобарного процесу.

3.Ізохорний процес (m = const, М = const, V = const).

Процес зміни стану термодинамічної системи за сталого об’єму називається ізохорним.

Для ізохорного процесу рівняння Клапейрона-Менделєєва буде таким:

Читається так: для даної маси газу відношення тиску до температури стале, якщо об’єм газу не змінюється.

Цей закон було встановлено експериментально французом Шарлем і називається законом Шарля.

Графіком залежності тиску від температури за сталого об’єму є пряма лінія, яку називають ізохорою.

У координатах рТ зображена ізохора, в інших координатах VТ; pV — графіки ізохор.

Кориснопереглянути: 

https://uk.wikipedia.org/wiki/%D0%86%D0%B7%D0%BE%D0%BF%D1%80%D0%BE%D1%86%D0%B5%D1%81%D0%B8

Випаровування, конденсація, кипіння.

Насичена і ненасичена пара.

Будь-яка речовина за певних умов може знаходитися в різних агрегатних станах – твердому, рідкому і газоподібному. Перехід з одного стану в інший називається фазовим переходом.  Пароутворення і конденсація є прикладами фазових переходів. Процес перетворення речовин (рідин, твердих тіл) у газоподібний стан — пару — називається пароутворенням. Існує два види пароутворення:

• Випаровування (з вільної поверхні рідини, сублімація)
• Кипіння (по всьому об’єму рідини)
Пара — це газоподібний стан речовини, у який можуть переходити як рідини, так і тверді тіла.

Всі реальні гази (кисень, азот, водень і т. д.) за певних умов здатні перетворюватися на рідину. Проте перетворення газу на рідину може відбуватися лише при температурах нижче визначеної, так званої критичної температури T_кр. Наприклад, для води критична температура рівна 647,3 К для азоту 126 К для кисню 154,3 К. Якщо температура речовини вище критичної, для даної речовини , то вона може перебувати ЛИШЕ в газоподыбному стані. При кімнатній температурі (біля 300 К ) вода може перебувати і в рідкому і в газоподібному станаі, а азот і кисень - лише у вигляді газів.

Випаровуванням називається фазовий перехід з рідкого стану в газоподібний. З точки зору молекулярно-кінетичної теорії, випаровування – це процес, при якому з поверхні рідини вилітають найбільш швидкі молекули, кінетична енергія яких перевищує енергію їх зв'язку з рештою молекул рідини. Це приводить до зменшення середньої кінетичної енергії молекул, що залишилися, тобто до охолоджування рідини (якщо немає підведення тепла з навколишнього середовища).

Під час нагрівання рідини швидкість її випаровування збільшується, оскільки, чим вища температура рідини, тим більша середня кінетична енергія її молекул, а отже, тим більшим є число «швидких молекул», здатних вилетіти з рідини. Цією властивістю часто користуються, щоб прискорити висихання різних поверхонь. Чи означає це, що середня кінетична енергія молекул пари буде більшою, ніж середня кінетична енергія молекул рідини за тієї ж температури? Ні, не означає! Під час вилітання з рідини молекула гальмується силами молекулярного тяжіння з боку інших молекул рідини. Молекули, що в результаті вилітають, втрачають надлишок кінетичної енергії, і середня кінетична енергія молекул пари виявляється точно такою самою, як і середня кінетична енергія молекул рідини.
На що ж витрачається енергія, що підводиться до рідини, якщо кінетична енергія молекул не змінюється? Для того щоб «вирвати» молекулу з рідини, необхідно здійснити роботу. Але, здійснюючи роботу, ми збільшуємо потенціальну енергію, тобто повна енергія молекул пари за тієї ж температури більша за повну енергію молекул рідини. На «виривання» молекул з рідини й витрачається майже вся теплота, що підводиться до рідини.

Конденсація – це процес, обернений до процесу випаровування. При конденсації молекули пари пвертаються в рідину.

У закритій посудині рідина і її пара можуть знаходитися в стані динамічної рівноваги, коли число молекул, що вилітають з рідини, дорівнює числу молекул, що повертаються в рідину з пари, тобто коли швидкості процесів випаровування і конденсації однакові. Таку систему називають двофазною. Пару, що знаходиться в рівновазі зі своєю рідиною, називають насиченою.

Число молекул, що вилітають з одиниці площі поверхні рідини за одну секунду, залежить від температури рідини. Число молекул, що повертаються з пари в рідину, залежить від концентрації молекул пари і від середньої швидкості їх теплового руху, яка визначається температурою пари.

Звідси випливає, що для даної речовини концентрація молекул пари при рівновазі рідини і її пари визначається їх рівноважною температурою. Встановлення динамічної рівноваги між процесами випаровування і конденсації при підвищенні температури відбувається при вищих концентраціях молекул пари.

Тиск пари р₀, за якого рідина перебуває в рівновазі зі своєю парою, називається тиском насиченої пари.

Оскільки тиск газу (пари) визначається його концентрацією і температурою, то можна зробити висновок: тиск насиченої пари p₀ даної речовини залежить лише від його температури і не залежить від об'єму.

Кипіння — особливий вид випаровування, що відбувається в усьому об’ємі рідини. Зовнішні ознаки кипіння: дрібні бульбашки, що з’являються на поверхні води, лопаються, й пара, яка міститься в них, виходить в атмосферу. У разі досягнення рідиною певної температури, яку називають температурою кипіння, утворення пари починається не тільки з вільної поверхні, але й усередині рідини. Цікаво те, що коли вода нагріється до 100 °С і кипить, то скільки б часу ми не гріли воду, температура її не змінюватиметься. На що ж витрачається тепло, якщо температура води не змінюється? Процес перетворення води в пару потребує енергії. Порівняємо енергію грама води і грама утвореної з неї пари. Молекули пари розміщені далі одна від одної, ніж молекули води, швидкість руху молекул пари буде більша ніж молекул води. Зрозуміло, що через це потенціальна та кінетична енергія молекул води відрізнятиметься від потенціальної та кінетичної енергії молекул  пари. Повна енергія молекул води(рідини) буде меншою за повну енергію молекул пари,тому  перетворення води в пару потребує енергії.
    Температура кипіння рідини є однією з характеристик даної рідини, вона визначається силою взаємозв’язку між молекулами рідини та зовнішнім фактором – тиском. Тому за однакових умов різні рідини закипають при різних температурах. Зі збільшенням зовнішнього тиску температура кипіння зростає, а при зменшенні  - зменшується.