§ 292. Молекулярная картина испарения.

Вспомним, что молекулы жидкости движутся с самыми разнообразными скоростями. Для того чтобы молекула, находящаяся в поверхностном слое, могла вылететь за пределы жидкости, ее кинетическая энергия должна быть больше, чем работа, которую нужно при этом затратить против сил сцепления, тянущих ее внутрь жидкости. Поэтому только те молекулы, которые имеют в данный момент достаточную скорость, смогут вылететь из поверхностного слоя жидкости наружу. Здесь они сталкиваются с другими молекулами, меняют направление движения, через некоторое время могут снова достигнуть поверхности жидкости и проникнуть вглубь нее. Таким образом, молекулы все время вылетают из жидкости и вновь возвращаются в нее. Если вылетает больше молекул, чем возвращается обратно, жидкость испаряется. Если, наоборот, молекулы в большем числе возвращаются в жидкость, чем вылетают из жидкости, происходит конденсация пара. Если же, наконец, число вылетающих из жидкости молекул равно (в среднем) числу возвращающихся, получается подвижное равновесие пара и жидкости и пар становится насыщенным.

Почему же у разных жидкостей равновесие получается при разном давлении пара, а следовательно, при разном числе молекул в единице объема? Причина заключается в различии в силах сцепления. У одних жидкостей (например, у ртути) силы сцепления очень велики, и потому шансы вылететь за пределы жидкости имеют только немногие наиболее быстрые молекулы. За пределы жидкости вырывается за единицу времени лишь небольшое число молекул. Поэтому для достижения равновесного состояния, т. е. для того, чтобы обратно в жидкость возвращалось такое же число молекул, достаточно небольшой плотности пара ртути. У других жидкостей (например, у эфира) силы сцепления малы, и при той же температуре за пределы жидкости могут улетать молекулы в значительном числе. Поэтому равновесное состояние достигается только при значительной плотности пара эфира над поверхностью жидкого эфира.

В гл. XIV мы видели, что силы сцепления молекул обусловливают поверхностное натяжение жидкости. При больших силах сцепления поверхностное натяжение велико. Следовательно, чем больше поверхностное натяжение, тем менее летуча жидкость и тем меньше давление насыщенного пара.

Число молекул, которыми обмениваются в единицу времени жидкость и соприкасающийся с ней насыщенный пар, даже в случае малолетучих жидкостей невообразимо велико. Об этом свидетельствует необыкновенная скорость, с которой происходит испарение жидкости, если почему-либо образующиеся пары не возвращаются в жидкость. Об этом же говорит скорость, с которой исчезает пар в опыте с ударом воды о дно сосуда (§290); Можно оценить, что при комнатной температуре с  поверхности воды в течение 1 с испаряется  молекул.