14. Властивості газів …

Процес переходу рідини в газоподібний стан - пароутворенням.

Пароутворення з вільної поверхні рідини називають випаровуванням. Процес переходу молекул пари в рідину називають конденсацією.

Пару, що знаходиться в тепловій динамічній рівновазі зі своєю рідиною, називають насиченою.

Описати стан ненасиченої пари можна використовуючи закони ідеального газу, а стан насиченої пари - за рівнянням Клапейрона-Менделеєва за низьких температур і малих концентрацій:

де p₀ і ρ₀ - відповідно тиск і густина насиченої пари.

У міру збільшення температури рідини інтенсивність пароутворення збільшується. Випаровування відбувається за будь-якої температури. Особливим видом пароутворення є процес кипіння.

Кипіння - процес утворення пари не тільки на поверхні рідини, а і в її об'ємі.

З підвищенням температури рідини зростає тиск насиченої пари і одночасно зростає її густина ρ₀, а густина рідини зменшується ρ_p. За деякої температури, яку називають критичною, ρ₀=ρ_p.

Критична температура - це температура, за якої зникає відмінність у фізичних властивостях рідини й її насиченої пари. Цей стан називають критичним станом речовини. В Україні вперше дослідив цей стан професор Київського університету М. П. Авенаріус за методом зникнення меніска.

Кожна речовина має свою критичну температуру.

Особливе значення критичної температури полягає в тому, що якщо температури вищі за критичну, газ не можна перетворити в рідину ні за яких значень тиску.

З поверхні водойм, вологого ґрунту, листків рослин, легенів і шкіри тварин та людини в атмосферу Землі випаровується величезна кількість водяної пари, тому атмосферне повітря завжди вологе. Вміст водяної пари в повітрі, тобто його вологість, можна охарактеризувати декількома величинами.

Тиск, який чинила б водяна пара, коли б не було інших газів, називають парціальним тиском водяної пари.

Відносна вологість - це відношення парціального тиску водяної пари p, що міститься в повітрі за певної температури, до тиску p_н насиченої пари (за такої самої температури), виражена у відсотках:

Абсолютна вологість - це кількість водяної пари в повітрі, виражена для зручності в грамах на кубічний метр (г/м³), або це густина ненасиченої пари.

Вологість повітря вимірюють спеціальними приладами - психрометром, гігрометром та ін. Психрометр складається з двох термометрів: резервуар одного з них, який показує температуру повітря, залишається сухим, резервуар другого оточений шматком тканини, опущеної у воду. Вода випаровується і завдяки цьому термометр охолоджується. За різницею температур термометрів і спеціальною таблицею можна визначити вологість повітря.

За деякої температури ненасичена пара перетворюється в насичену. Цю температуру називають точкою роси. Визначити точку роси можна за допомогою конденсаційного гігрометра - пристрою, що має дзеркальну поверхню. Цю поверхню охолоджують під час випаровування леткої рідини типу ефіру і приводять до конденсації пари в шарах повітря, що прилягають до дзеркальної поверхні.

Вимірюють вологість також за допомогою волосяного гігрометра, дія якого ґрунтується на властивості волосини людини змінювати свою довжину у вологому повітрі. Унаслідок збільшення вологості довжина волосини зростає, а зі зменшенням вологості волосина коротшає.