La Fisica del calore – Pagina 70 – Punto 2

DOMANDA (studente) – Ho un dubbio sul vapore, per definire il termine ‘vapore saturo’ potrei dire che è il vapore in equilibrio con il liquido e la temperatura non supera la temperatura critica? Non capisco come mai in certi problemi si parli di vapore saturo quando ormai non c’è più liquido.

RISPOSTA – Il vapore saturo può trovarsi in equilibrio col liquido, ma non è detto che il liquido ci sia. Se lei, nel diagramma pV, percorre da sinistra a destra tutto il tratto orizzontale di una isoterma subcritica (aumentando via via il volume e fornendo il calore necessario perché la temperatura non diminuisca), il rapporto tra massa del vapore saturo e massa totale passa da zero a 1: la situazione cioè cambia da tutto liquido senza vapore a tutto vapore (saturo) senza liquido. Se a questo punto aumenta ulterioremente il volume a pari temperatura il vapore si dilata e non è più saturo.

DOMANDA – Quindi se io ho per esempio un vapore d’acqua saturo a 100 gradi, quindi pressione interna 1 atm o più (se ho aria), se diminuisco la pressione sotto un’atmosfera e aumento il volume (sempre a 100 gradi), il vapore diventa insaturo… ho capito bene? ma un vapore insaturo è diverso dal gas?

RISPOSTA – Se c’è anche aria, una diminuzione della pressione esterna provoca l’aumento del volume con formazione di altro vapore saturo (sempre che ci sia del liquido che possa evaporare). Se però la pressione esterna scende a 1 atm (o meno), la pressione parziale del vapore deve essere inferiore a 1 atm (c’è infatti anche l’aria), e quindi tutto il liquido evapora e il vapore formatosi non potrà essere saturo.
La differenza tra gas e vapore insaturo sta nel fatto che, a temperatura costante, il volume del gas può essere fatto diminuire illimitatamente senza che si produca a un certo punto la formazione di liquido (condensazione).

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