Агрегатные состояния вещества и фазовые переходы

Агрегатные состояния вещества – это состояния одного и того же вещества (например: воды, железа, серы и т.д.) переходы между которыми сопровождаются скачкообразными изменениями плотности и других основных физических свойств.

Агрегатными состояниями одного и того же вещества являются: газ, жидкость и твердое тело. Иногда к агрегатным состояниям причисляют еще и плазму.

В современной физике вместо понятия агрегатное состояние пользуются более широким понятием фаза. Область, в которой вещество однородно по всем физическим и химическим свойствам, называется фазой состояния этого вещества

Фазовый переход (фазовое превращение) – скачкообразное изменение физических свойств при непрерывном изменении внешних параметров (температуры, давления и т.д.). Значение температуры, давления или других внешних параметров при котором происходит фазовый переход, называется точкой перехода.

Свойства паров. Влажность воздуха. Способы определения влажности воздуха. Парообразование

Переход вещества из жидкого состояния в газообразное состояние называется парообразованием. Переход вещества из газообразного состояние в жидкое – конденсацией.

Парообразование, которое происходит только со свободной поверхности жидкости, граничащей с газом или вакуумом, называется испарением. Для превращения жидкости в пар нужно увеличить внутреннюю энергию молекул жидкости. Это осуществляется подведением теплоты.

Теплота парообразования: , где m – масса жидкости, r – удельная теплота парообразования, зависящая от температуры.

Опыт показывает, что уровень жидкости в герметически закрытом сосуде со временем не меняется. Это означает, что в таком сосуде испарение компенсируется конденсацией пара. Число молекул, вылетевших из жидкости, равно числу молекул вернувшихся в жидкость. Такое равновесие называется динамическим. Пар, который находится в состоянии динамического равновесия со своей жидкостью, называется насыщающим паром.

Законы для идеального газа к насыщающим парам неприемлемы. К не насыщающему пару можно применить законы для идеального газа лишь в тех случаях, когда пар далек от насыщения.

Влажность воздуха. Точка росы. Способы определения влажности

С поверхностей океанов, морей, озер и рек непрерывно происходит испарение воды. Поэтому в атмосфере Земли всегда есть водяной пар. В течение года испаряется около 410¹⁴ тонн воды, и ¼ этой воды выпадает потом на сушу.

Величина, характеризующая содержание водяных паров в атмосфере Земли, называется влажностью воздуха. Следует различать абсолютную и относительную влажность воздуха.

Абсолютная влажность воздуха измеряется плотностью водяного пара , находящегося в воздухе, или его давлением .

В науке и технике более важно знать степень влажности воздуха, которая оценивается относительной влажностью воздуха B.

Относительная влажность воздуха измеряется числом, показывающим, сколько процентов составляет абсолютная влажность воздуха от плотности водяного пара , насыщающего воздух при имеющейся у него температуре.

Значения и при данной температуре можно найти в справочнике.

Температура, при которой воздух в процессе своего охлаждения становится насыщенным водяным паром, называется точкой росы.

Пример:

Если:

= 0,0094 кг/м³ при 21⁰С

= 0,0183 кг/м³ при 21⁰С

Если температура воздуха упадет до 10⁰С, а =const, то т.к. при 10⁰С = 0,0094 кг/м³ относительная влажность B= 100% - воздух насыщен водяными парами. Температура =10⁰ C является точкой росы.

Для превращения пара в жидкость нужны центры конденсации. Ими могут быть пылинки и отдельные ионы. Чистый от пыли воздух может охладиться ниже точки росы, а находившийся в нем пар конденсироваться не будет. Такой пар называется пересыщенным.