ترمودینامیک گرم کردن آب در یک ظرف صلب

هنگامی که فشار روی سطح مایع کمتر از فشار بخار مایع در دمای معین باشد، مایع شروع به تبخیر می کند. این عقل سلیم است.
مشکل زمانی دشوارتر است که مایع و بخار آن در داخل یک ظرف سفت و سخت گرم شود، با حجم مخصوص مخلوط کمتر از حجم ویژه بحرانی:
طبق یادداشت های استادم، سطح مایع داخل ظرف بالا می رفت. چرا؟ فیزیک (یا ترمودینامیک) پشت این چیست؟ اگر مخلوطی با حجم ثابت گرم شود چه اتفاقی برای آن می افتد؟ من می دانم که به طور کامل نمی جوشد زیرا به زودی به فشار تعادلی با بخار خود می رسد، اما چگونه می توانیم حالت توقف جوشش را برطرف کنیم؟ چرا اگر حجم مخصوص مخلوط کمتر از حجم مخصوص بحرانی باشد، سطح مایع با گرم شدن بالا می رود؟تصویر
فرض کنید نمودار T-v آب را می گیریم. برای مورد اول، فرض کنیم حجم ویژه مخلوط بالاتر از حجم ویژه بحرانی در آن دما باشد. می‌توانیم یک نقطه دلخواه زیر گنبد بخار را علامت‌گذاری کنیم و آن را به عنوان حالت 1 علامت‌گذاری کنیم. فرض کنید اکنون مخلوط را با حجم ثابت گرم می‌کنیم، دمای مخلوط باید به دلیل حفظ انرژی افزایش یابد. می توانیم حالت 2 را در زیر گنبد با همان حجم اما در دمای بالاتر علامت گذاری کنیم. اگر مخلوط را ادامه دهیم، پس از مدتی حالت 2 روی خط بخار اشباع قرار می گیرد. این در اصل به این معنی است که ما با مخلوطی از آب و بخار شروع کردیم، اما با تمام بخار به پایان رسیدیم.
اگر همان تمرین را انجام دهیم اما این بار حجم مخصوص مخلوط کمتر از حجم ویژه بحرانی باشد، متوجه می‌شویم که در یک نقطه تمام مایع را به دست می‌آوریم.
با حجم ثابت برای ظرف، مجموع حجم مایع و بخار ثابت است.
بیایید در موقعیت تعادل، دمای T1 شوع کنیم. حجم مایع
Vlو بخار Vv است. فشار بخار = Pv. حالا دما را به T_2افزایش می دهیم.