Влажность воздуха

В атмосферном воздухе интенсивность испарения зависит от того насколько близко давление паров воды к давлению насыщенного пара при данной температуре

Отношение давления паров воды Р к давлению водяного пара Ро при данной температуре выраженное в процентах называется относительной влажностью воздуха

 = Р / Po 100% (116)

C небольшой погрешностью в эту формулу вместо давлений можно поставить соответствующие плотности

Если относительная влажность равна 100% то это означает наступление динамического равновесия между процессами испарения и конденсации воды

Температура при которой находящийся в воздухе водяной пар становится насыщенным называется точкой росы

задание Опишите устройство и принцип работы гигрометра

Свойства поверхности жидкости

Частицы жидкости совершают непрерывные беспорядочные колебания около положения равновесия Хотя свобода этих движений ограничена силами взаимодействия между частицами некоторые из них все же могут покинуть поверхность жидкости 

Наиболее характерная особенность отличающая жидкость от газа состоит в том что жидкость на границе с газом или паром образует свободную поверхность

Явления связанные с существованием у жидкости свободной поверхности называются поверхностными явлениями

Данное явление объясняется наличием у капель поверхности Все три капли имеют форму шара (а не принимают форму сосуда - не растекаются) Из геометрии известно что шар имеет наименьшую площадь поверхности из всех тел равного объема Вывод жидкость принимает форму при которой площадь ее поверхности минимальна С другой стороны известен закон природы по которому любое тело стремится оказаться в ситуации в которой его потенциальная энергия минимальна Таким образом можно предположить наличие у жидкости поверхностной энергии

Динамически этот эффект можно объяснить следующим образом На частицы находящиеся на поверхности жидкости действуют силы со стороны других частиц причем их равнодействующая направлена внутрь жидкости Но все молекулы не могут уйти вглубь поэтому жидкость принимает форму с наименьшей площадью поверхности Если под действием каких-либо факторов дополнительная часть молекул переходит на поверхность то при этом совершается отрицательная работа и энергия поверхности жидкости увеличивается за счет увеличения потенциальной энергии молекул которые ее составляют

Отношение поверхностной энергии к площади поверхности называется удельной поверхностной энергией

замечание Поверхностью обладают не только жидкости но и твердые тела поэтому изложенные выше рассуждения справедливы и для твердых тел Вообще устойчивое равновесие жидкостей или твердых тел наступает при минимуме поверхностной энергии

обозначение 

формула  = (117)

единицы измерения [ ]

Поверхностное натяжение

Измерить удельную поверхностную энергию возможно посредством определения работы необходимой для образования поверхности

Рассмотрим мыльную пленку образованную на прямоугольнике с одной подвижной перекладиной длиной d В отсутствии внешней силы F поверхность жидкости будет сокращаться до тех пор пока подвижная перекладина не притянется к неподвижной (площадь поверхности сократится до минимума)

Значит со стороны жидкости на подвижную перекладину действует некоторая сила направленная вдоль поверхности - сила поверхностного натяжения

Пленку можно удерживать в растянутом состоянии лишь прикладывая внешнюю силу F Из условия равновесия подвижной перекладины имеем F = - Fпов Работа внешней силы положительна и равна A = F x За счет этой работы поверхность жидкости увеличивается на S Сила поверхностного натяжения совершает при этом отрицательную работу А = - Fпов x

Так как пленка - это тонкий слой жидкости ограниченный двумя поверхностями то S = x L где L = 2d

Учитывая (117) поверхностная энергия увеличивается на E =  S =  L x

Так как А = - E то подставляя выражения для работы и энергии окончательно получаем

 = (118)

замечание Формула (118) получена для пленки а не для одной поверхности

задание Получите формулу для одной поверхности

Таким образом поверхностное натяжение из (117) - это поверхностная энергия приходящаяся на единицу площади поверхности Из (118) - это сила поверхностного натяжения действующая на пленку длина границы с жидкостью которой равна единице