Gőz

Ha folyadék a meleg behatása alatt légnemüvé változik, a keletkezett légnemü testet gőznek nevezzük. Az ilyenek tanulmányozására tiszta, levegővel nem keveredett gőzre van szükség, amilyent légüres térben lehet előállítani.

E célra 90-100 cm. hosszu, egyik végén beforrasztott üvegcsővel (l. az ábrát) tiszta higannyal töltünk meg, a nyitott végét légmentesen elzárjuk s a csövet felfordított helyzetben higannyal telt tágabb edénybe állítjuk. Ha a cső nyitott végéről az elzáró lapot v. ujjunkat elvesszük, a higany körülbelül 760 mm. magasságu oszlopban függve marad s a higany fölött légüres tér van (Torricelli-féle ür). Meggörbített pipettával a higany alá más folyadékot lehet hozni, p. kevés étert, vizet, alkoholt. A könnyebb folyadék gyorsan felszáll a csőben levő higany fölé és a légüres térben azonnal beáll a gőzképződés. A higany a csőben lejebb száll és bizonyos magasságban megállapodik. Ha ugyanekkor megfigyeljük a barométer állását, a két higanyoszlop magasság-különbségéből megitélhetjük a fejlődött gőz nyomását, mely a higanyt a csőben lejebb tolta. itt a gőz állapotára nézve két eset lehetséges. Ha t. i. a cső zárt végén a gőz alatt s a higany fölött még van kevés folyadék, melyből a gőz fejlődött, a csövet a tágabb edény higanyában följebb emelhetjük v. lejebb tolhatjuk, anélkül, hogy a csőben függő higanyoszlop magassága s igy a gőz nyomása változnék, hacsak a hőmérséklet nem változott. Ha t. i. a csövet följebb emeljük, a higany fölött nagyobb tér lesz, melyben több gőz képződhetik, mint előbb: ha a csövet lejebb toljuk, a kisebb térben kevesebb gőz maradhat meg, mint előbb s a gőz egy része ismét folyadékká sürsüdik. Mindkét esetben a zárt trében annyi gőz van, amennyi a meglevő hőmérséklet mellett egyáltalában képződhetik. A zárt tér gőzzel van telitve, magát a gőzt telített gőznek nevezzük. Ha most a gőzt tartalmazó csőrészt alkalmas módon hevítjük, ujabb gőz képződik, mely a higanyoszlopot lenyomj s ilyenkor elérhetjük, hogy a higany fölötti folyadék teljesen átváltozik gőzzé, mely tehát már nem érintkezik folyadékkal. Ez a gőz már másként viselkedik, mint az előbbi, mert ha a csövet jobban kiemeljük, a gőz nagyobb tért nyer és nyomása csökken. Ezt igazolja azon körülmény, hogy a csőben függő higanyoszlop magassága növekedett. Az ilyen gőz már nem telített gőz; a zárt térben nincsen annyi gőz, amennyi azon hőmérsékletnél lehetne s az ilyen gőz közelítőleg követi Mariotte törvényét, t. i. sürüsége fordított arányban van térfogatával. Ha a nem telített gőzt tartalmazó csövet ismét lejebb nyomjuk a tágabb edényben, a gőz eleinte még követi Mariotte törvényét, kisebb térre szorítva sürübb lesz és nyomása is nagyobbodik. Előbb-utóbb azonban beáll a telítés foka, mert a cső további lenyomásánál a gőz részben már folyadékká sürüdik, nyomása azonban már nem változik. Ebből az következik, hogy a nyomás, melyet a gőz telített állapotában gyakorol a higanyra, a legnagyobb, melyet az adott hőmérséklet mellett elérhet; ezt a gőznyomást nevezik a nyomás maximumának. Minél nagyobb a gőz hőmérséklete, annál nagyobb a nyomás maximuma és minden hőmérsékletnek a telített gőz bizonyos meghatározott nyomása felel meg.

Az előbb leirt módhoz hasonlóan p. meg lehet határozni a vizgőz feszítő erejét különböző hőfoknál. Ily esetben a vizgőzt és higanyt tartalmazó üvegcsövet vizzel telt hengeres edénnyel (u.n. vizfürdővel) veszik körül, hogy a gőz különböző hőfokra legyen hevíthető.

A fagypontnál mélyebben fekvő hidegfokokra nézve a fejlődött gőz feszítő erejét ugy határozzák meg, hogy a barométercső felső részét meggörbítik és hütőkeverékkel veszik körül. Mivel a forrpontnál (100 C°) a gőz feszítő ereje akkora, mint a légnyomás, ezt a gőznyomást egy «atmoszférai» nyomásnak nevezik. Még nagyobb hőfoku gőz nyomását legcélszerübben meggörbített üvegcsővel lehet mérni, melynek egyik szára rövid, de tágas, másik szára hosszu és keskeny. Amig a rövidebb szár nyitott, részben higannyal töltik meg, mely mindkét szárban egyenlő magasságban helyezkedik el. A higany fölé a tágabb csőbe vizet öntenek s ezt addig hevítik, mig a levegő ezen csőből egészen el nem távozik; ekkor a nyitott céget gyorsan beforrasztják. Ha a hőfok 100 C° volt, a higany mindkét szárban egyenlő magasan áll, mert a nyitott keskeny cső a levegő nyomása alatt áll, a 100 C. foku vizgőz nyomása szintén ily nagy. Mihelyt azonban a beforrasztott csőrészt még jobban hevítik, a higany a hosszabb csőben emelkedik s a fölemelt higanyoszlop mértéke a gőznyomás nagyobbodásának. Mivel nagymérvü hevítés esetében a keskeny csőnek nagyon is hosszunak kellene lennie, a hosszabb csövet levegővel megtöltve és beforrasztva is szokták használni, ugy hogy a higanyoszlop nyomásához a bezárt levegő nyomása is járul. Ha a gőz nyomását magas hőfoknál kell mérni, a higanyoszloppal való összehasonlítás kényelmetlen s ilyenkor inkább «atmoszférákkal» mérik a nyomást. Ahány atmoszféra-nyomásu a gőz, annyiszor 760 mm.-nyi higanyoszlop felel meg mértékül.

A telített vizgőz feszítő ereje a hőmérséklettel mind nagyobb mértékben növekedik. Ennek oka egyrészt a gőzmolekulák eleven erejének növekedése, másrészt a gőzsürüség nagyobbodása az uj gőzképződés következtében. Amig a gőz saját folyadékával, az u. n. anyafolyadékkal érintkezik, telített marad. Mihelyt a folyadék teljesen gőzzé alakult, a további hevítés a gőzt ki is tágítja s ha a tágulásra hely nincs, a nyomás e miatt is nagyobbodik. Ilyenkor a zárt térben tulhevített gőz van.

Forrás: Pallas Nagylexikon