Balónek naruby
Ve zkumavce se chvilku vaří malé množství vody, aby se ze zkumavky vytěsnil všechen vzduch a nahradil se vodní parou. Pak se na zkumavku navleče nafukovací balónek. Jak voda stydne, zvětšuje se rozdíl tlaků uvnitř a vně zkumavky (při 20 oC je tlak nasycených par vody asi 3 kPa, zatímco okolní tlak je asi 100 kPa). Dojde k nasátí balónku do zkumavky. V Erlenmayerově baňce by došlo k jeho částečnému nafouknutí.
Fázové rovnováhy
- Tlak nasycené páry, var
Nejprve si osvěžme pojem fáze. Zhruba jej můžeme nahradit běžnějším pojmem skupenský stav. Není to však totéž - pojem fáze je obecnější. Například voda a olej jsou dvě fáze, ale jen jeden skupenský stav, kapalný. Nebo grafit a diamant jsou dvě fáze, ale jen jeden skupenský stav, pevný.
Nyní pojem fázová rovnováha. Vhodíme-li několik kostek ledu do kapalného nápoje za běžné teploty, máme systém o dvou fázích, v tomto případě i o dvou skupenských stavech. Systém není ve fázové rovnováze: nápoj chladne, led se rozpouští. Po dostatečné době dojde k termodynamické rovnováze (v tomto případě dojde k vyrovnání teplot). V ní mohou nastat tyto případy:
Led rozpuštěn, nápoj ochlazen, žádná fázová rovnováha
Část ledu rozpuštěna, zbytek plave v nápoji, led i nápoj mají stejnou teplotu, fázová rovnováha kapalina-pevná fáze
Studium fázových rovnováh je součástí chemické thermodynamiky. Cílem tohoto studia je umět vypočítat, které fáze budou v systému stabilní za dané teploty, tlaku a složení, a jaké budou podmínky stability při změně těchto parametrů. Znalost fázových rovnováh je nezbytná při čištění a separaci látek, při konstrukci ropovodů a plynovodů nebo k porozumění procesům, jimiž vznikaly zemské horniny.
Stavové chování
- Změna objemu plynu s tlakem
Teplota, tlak, objem, látkové množství a u směsí jejich složení nejsou nezávislé. Například u 1 molu čisté látky nám příroda nedovoluje zvolit současně její teplotu, tlak a objem. Dovolí nám volit jen dvě z nich (tlak a teplotu, tlak a objem, objem a teplotu). Ta třetí je dána stavovou rovnicí.
Nejjednodušší stavovou rovnicí pro plyn je stavová rovnice ideálního plynu. Tato rovnice může být odvozena statistickou mechanikou, jestliže předpokládáme, že se plyn skládá z velkého množství bodových částeček (molekul), mezi nimiž nepůsobí ani přitažlivé, ani odpudivé síly. Ve skutečnosti spolu plynné molekuly interagují (působí na sebe přitažlivými a odpudivými silami), jejichž výsledkem je např. kondenzace (vznik kapaliny). Ideální stavová rovnice kondenzaci předpovědet nedokáže. Proto bylo navrženo velké množství přesnějších stavových rovnic. V současné době však neexistuje jedna stavová rovnice, která by předpovídala vlastnosti všech látek za všech podmínek.