Одно из важных свойств пара, находящегося в тепловом равновесии со своей жидкостью (насыщенного пара), состоит в независимости давления от занимаемого объема. Попытка сжать пар закончится конденсацией. Сжимаемость насыщенного пара бесконечна. Реальные изотермы вместо складки имеют плато. Отрезок P=const проходит таким образом, что площадь между плато и нижней складкой равна площади между плато и верхней складкой. Данное явления можно продемонстрировать с помощью герметически закрытой U - образной трубки, в которую налита жидкость. Между пробками и жидкостью имеется свободное пространство. Если в пространстве между поверхностью жидкости и пробками имеется только насыщенный пар, то при наклонах трубки жидкость переливается из колена в колено так же, как при отсутствии пробок.
Не смотря на то, что насыщенный пар обладает свойством, резко отличающим его от обычных газов (давление не зависит от занимаемого им объема), тем не менее при давлениях и температурах, далеких от критического значения, его состояние можно с неплохой точностью описывать с помощью уравнения Клапейрона-Менделеева.
Давление насыщенного пара зависит только от температуры. Простой анализ на основе распределения Больцмана показывает, что давление насыщенного пара, как функция температуры, может быть получена из следующих соображений. Молекула в жидкости имеет меньшую энергию, чем в свободном состоянии (в газе), на величину L/mN0 – энергию парообразования, приходящуюся на одну молекулу (L - молярная теплота парообразования). Поэтому вероятность находиться в газовой фазе составляет
от вероятности быть внутри жидкости. Учитывая, что отношение вероятностей равно отношению концентраций, находим
(1)
На рисунке приведен график зависимости P(T) для воды. Постоянная P0 подогнана таким образом, чтобы при T=373 давление пара равнялось бы атмосферному.
Даже при 100°С, когда давление насыщенного водяного пара равно атмосферному, он столь же разрежен и как и азот или кислород.