Přesycená pára - pára , jejíž tlak převyšuje tlak syté páry při dané teplotě [1] . Lze jej získat zvýšením tlaku par v objemu bez kondenzačních center (prachové částice, ionty , malé kapičky kapaliny atd.). Dalším způsobem, jak toho dosáhnout, je chlazení syté páry za stejných podmínek. V souvislosti s posledně jmenovaným způsobem získávání syté páry se v souvislosti s ním používá i název přechlazená pára [2] [3] [4] . V literatuře se navíc někdy setkáváme s pojmem přesycená pára.
Stav přesycené páry je metastabilní , to znamená, že takový stav páry může existovat dlouhou dobu, ale je termodynamicky nestabilní [5] . Takže když se objeví nějaká kondenzační centra, část páry kondenzuje, tlak zbývající páry klesá a přechází do stabilního stavu nasycené páry nad kondenzovanou kapalinou. Mezi kapalnou a plynnou fází je ustavena dynamická rovnováha.
Také termodynamicky nestabilní, metastabilní stavy jsou přehřáté a podchlazené kapaliny, nestabilní pro lavinovitou krystalizaci při teplotě pod rovnovážnou rozpustností nebo teplotou tání, jedná se o přesycené roztoky, přechlazené taveniny. Přehřátá kapalina se vaří, když se tvoří centra odpařování.
Metastabilní stavy jsou pozorovány nejen při fázových přechodech plyn-kapalina, kapalina-krystal, ale i při jiných fázových přechodech skupenství hmoty, např. změna krystalové struktury. Uhlík ve formě alotropní modifikace ve formě diamantu je tedy za normálních podmínek termodynamicky nestabilní a je v metastabilním stavu, postupně se mění v grafit - za těchto podmínek ve stabilní fázi. Dalším příkladem je přeměna bílého cínu na šedý při nízkých teplotách.
Metastabilní stavy během tání krystalických pevných látek nejsou známy.
Páru lze ochladit a přesycenou páru lze získat rychlou expanzí nepřesycené páry [6] , v procesu blízkém adiabatickému . Při rychlé expanzi nemá čas na významnou výměnu tepla s okolím, proto se v takovém procesu pára ochladí. Tento způsob získávání přesycené páry se používá v oblačné komoře - zařízení určeném k vizualizaci trajektorií nabitých částic [4] .
Rychle nabitá částice [7] , která vlétla do komory naplněné přesycenou párou, při srážkách s molekulami plynu způsobí jejich ionizaci. Vzniklé ionty působí jako centra (jádra) kondenzace a přesycená pára v komoře na nich začíná kondenzovat. Postupně se v důsledku kondenzace zvětšuje velikost kapiček kapaliny, dosahují velikosti srovnatelné s vlnovou délkou světla a začínají docela dobře rozptylovat viditelné světlo. Tyto kapky jsou umístěny v řetězci (stopě) podél trajektorie částic, díky čemuž je jasně viditelná a dostupná pro pozorování a fotografování [8] . Po zaregistrování stop částic v mlžné komoře je nutné ji znovu aktivovat, to znamená, že se v ní musí znovu vytvořit přesycená pára. Toho je dosaženo zvýšením tlaku v komoře, například posunutím pístu do stlačení. Během adiabatické komprese doprovázené ohřevem plynu přecházejí přesycené nebo nasycené páry do přehřáté páry , zatímco drobné kapičky kapaliny suspendované v plynu se rychle odpařují. Následná adiabatická expanze plynu v komoře jej připraví na přeregistrování nových stop částic.
Jiný způsob získávání přesycené páry se používá v difuzních komorách určených ke stejnému účelu jako oblaková komora. V těchto komorách dochází k přesycení párou v důsledku kontinuálního pohybu proudu páry od relativně horkého víka komory ke spodnímu povrchu udržovanému na snížené teplotě. V prostoru mezi víkem a dnem vzniká oblast naplněná přesycenou párou. V blízkosti víka - přehřátá pára, v blízkosti dna - nasycená pára. Na rozdíl od mlžné komory se v difuzní komoře neustále vyskytuje přesycená pára, takže ji lze nepřetržitě používat k pozorování stop nabitých částic [9] .
| Termodynamické stavy látek | |||||||||||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Fázové stavy |
| ||||||||||||||||
| Fázové přechody |
| ||||||||||||||||
| Disperzní systémy | |||||||||||||||||
| viz také | |||||||||||||||||