除以水的蒸发潜热,就可以算出蒸发速率了。不要觉得真空下蒸发速度快,真空下只是水的沸点会降低而已。
纵轴的气压对于液相,是大气压(准确的说,静止液体表面压强等于气相总压强,液体内部还要考虑内压)。
对于气相,是蒸汽压(水蒸气的分压)。
明确这一点之后剩下两个问题都好解释了。
常温下,蒸发出来的水蒸汽的压强(蒸汽压,低于常温下的饱和蒸汽压)比液态水的压强(表面压强等于大气压(水蒸汽和空气的总压强),高于常温的饱和蒸汽压)要低的多,因此是满足相图的。
举个例子:
考虑一个恒定容积V的容器,装有一部分水,另一半是气压为P的空气。整个体系的温度为T并且保持不变。
水的汽化方式根据气相的总压强有两种情况:
若气相总压强(包括空气和水蒸气)小于该温度下的饱和蒸汽压,水会直接沸腾。(同时也有蒸发)
若大于饱和蒸气压,水只会缓慢蒸发,而不会沸腾。
体系最终的状态根据根据容器的容积也有两种情况:
若容积足够大,使得即使所有水都汽化后,蒸汽压也无法达到饱和蒸气压,那么所有的水都会变成水蒸气。
若容积不够大,当蒸汽压达到饱和蒸汽压后,体系达到气液两相平衡。
生活中常见的 常温常压敞开体系水的蒸发,就属于“气相压强较大,容积也足够大”的情况,水会不断蒸发直到全部变为气态。
盖紧瓶盖的热水瓶,就属于“气相压强较大,体积不够大”的情况,水不会沸腾,而持续蒸发使得气液两相平衡。