Готовый перевод Fizika 11. klasei / Физика для 11 класса: Другое

Как уже говорилось, из свободной поверхности жидкость одновременно и испаряется и конденсируется.

Если сосуд открытый то находящаяся в нем жидкость испарится в окружающую среду и только малая часть попадет обратно в жидкость.

В этом случае испарения преобладают над конденсацией и уровень жидкости постепенно уменьшается.

Пар который находится над жидкостью в не закрытом сосуде называется не насыщенным паром.

Он возникает в том случае если испарения больше конденсации.

Если же сосуд плотно закрыть, то через какое то время уровень жидкости перестанет падать.

Это означает что установился баланс.

Сколько за определенный промежуток времени изпараеться вляги с поверхности жидкости, столько же пара конденсируется обратно в жидкость.

Пар достиг своего предела и при данной температуре его количество больше не увеличится.

Так пар образовывавшийся над жидкостью называют насыщенным паром.

Насыщенный пар находится в динамичном равновесии с жидкостью.

То что в пространстве над жидкостью установился динамический баланс, не означает что нечего больше не произойдет.

У пара над поверхностью жидкости, как и у любого другого газа есть давление.

Пока пар не насыщен, ему как и к любому разреженному газу подчиняется уравнение Клапейрона-Менделеева.

Это означает, что объем газа прямо пропорционален числу молей (и числу молекул), причем коэффициент пропорциональности (RT/Р) одинаков для всех газов и зависит только от давления и температуры.

С насыщенным паром не все так просто.

Нагревая закрытый сосуд, тем самым повышая температуру и жидкости и пара, испарение происходит стремительнее и также стремительно растет концентрация вылетевших молекул, наряду с плотностью пара.

Также плотность влияет на давление — чем выше плотность тем выше давление.

В результате увеличения температуры, увеличилась плотность, отсбда и давление стало выше.

В сосуде в котором между водой и паром существует динамическое равновесие , повышая температуру, плотность воды уменьшается, но увеличивается плотность пара.

Положение, когда при определенном давлении и температуре воды и пара, плотность становится одинаковой, называется критическим положением.

Жидкости с высокой температурой больше нет.

Заметим, что в реальных условиях вода не может быть в ктирическом состоянии.

Это возможно только при достижении температуры 374,2 °C и давления в 218,1 атмосфер.

В закрытом сосуде насыщенный пар начинает образовываться уже при низкой температуре.

Только тогда еще плотность пара и его давления не большие.

Например при 0 °C темпиратуре давление насыщенного пара 0,006 атмосфер, но при достижении 100 °C достигает 1 атмосферу. (1 atm = 1 • 105 Pa = 760 mmHg)

Существует еще одно различии между насыщенным паром и не насыщенным паром.

Давление насыщенного пара не зависит от объема сосуда в котором находится жидкость, при этом температура пара тоже не меняется.

Сжав пар тем самым уменьшив его занижаемую площадь, молекулам пара приходится стремительнее возвращаться в жидкость и поэтому их концентрация не меняется.

Поэтому и давление пара не меняется.

Повышенное давление насыщенного пара и его высокую температуру используют в паровых двигателях и турбинах.

Проделанная работа зависит от коэффициента полезности.

Насыщенный пар без проблем можно нагреть до нескольких сотен градусов по Цельсию.

Нагревая жидкость и таким образом повышая температуру насыщенного пара, образуется такое состояние, когда пар нельзя отличить от жидкости.

Это критическое состояние возникает когда выравниваются плотности жидкости и пара, и тогда когда пропадает граница между жидкостью и паром.

Каждое вещество в этом состоянии характеризуется критическими параметрами: критическое давление, критическая температура и критическая плотность.

Например у воды критическая температура Tk = 647 K (374,2 °C).

При такой температуре воды давление насыщенного пара достигло pk = 22,1 MPa (218,1 atm), что соответствует 329 kg/m3 плотности.

Если продолжать повышать температуру до критической, тогда о жидкой воде речи уже быть не может.

Выше критической температуры ни при каких обстоятельствах жидкости не существуют.

Давление насыщенного пара зависит от температуры.

Достигая температуры 100 °C, давление пара становится равным нормальному атмосферному давлению.

Если насыщенному пару не давать соприкасаться с водой, тогда температура пара уменьшится и пар может стать перенасыщенным.

Он очень не стабилен.

Достаточно в пар попасть пыли или так называемому центру конденсации как тут же из перенасыщенного пара образуется вода.

Так как в природе испарение воды происходит постоянно, поэтому в атмосферном воздухе всегда много пара.

В природе сухой воздух (без водяного пара) вообще быть не может.

В таком воздухе мы просто не смогли бы жить, ведь для содержания и жизни всего живого необходима вода.

Влажность воздуха - это количество водяного пара в воздухе.

Масса одного кубического метра водяного пара, выраженная в граммах, называется абсолютной влажностью воздуха.

Единица измерения абсолютной влажности воздуха равна один грамм на кубический метр.

Абсолютная влажность воздуха не постоянная характерная величина воздуха.

В разных помещениях, временах года и т.д может быть другая абсолютная влажность воздуха.

Воздух - смесь газов.

И в общем атмосферном давлении каждый из этих газов создает свое давление, которое называется парциальным давлением.

Абсолютная влажность воздуха определяет, каким нам показался воздух, сухим или влажным.

Чем выше температура, тем больше воды содержится в паре.

Такие условия примерно соответствуют нашему лету.

При таком сухом воздухе ухудшается самочувствие людей и вянут растения.

Влажность воздуха измеряет психрометром или гидрометрия.

Простой психрометр состоит из двух жидких термометров.

Один из них показывает температуру воздуха.

Сухой термометр показывает температуру воздуха.

Мокрый термометр показывает самую низкую температуру.

Разница между показаниями означает , что водяной пар в воздухе не насыщен.

Зная разницу температур, по психометрической таблице вычисляют приблизительную влажность.

Термометр накрыт мокрой тряпочкой. Тряпочка охлаждает термометр.

Этот термометр показывает самую низкую температуру.

Получив разницу показаний термометров, по особым таблицам находят примерную влажность воздуха.

Чем больше разница температур, тем суше воздух.

Это и понятно, потому что в сухом воздух воды испаряется меньше, чем во влажном.

Для измерения влажности воздуха еще используют расовый гидрометр.

Им измеряют температуру, которую называют точкой расы.

Название не случайно.

На улице температура понизилась, часто летом по вечерам или с утра, появляется туман и роса.

Когда воздух остывает, находящийся в нем пар становится насыщенным и конденсируется.

Так появляются капельки и на растениях выступает роса.

Температуру до которой при неизменном давлении нужно остудить воздух, чтобы водный пар стал насыщенным, называют точкой росы.

По этой формуле можно рассчитать приблизительную влажность.

Есть приборы, шкалы которых уже размечены для того чтобы можно было сразу прочесть примерную влажность воздуха.

Переведено на Нотабеноиде
http://notabenoid.org/book/10882/35088

Переводчики: BarsaX