Область выше этой кривой соответствует отрицательному эффекту Джоуля-Томсона, ниже – положительному. При больших перепадах давления на дросселе температура газа изменяется значительно.

§I.3.4 взаимные превращения жидкостей и газов

1. ИСПАРЕНИЕ ЖИДКОСТЕЙ

Парообразованием называется процесс перехода из жидкого состояния в газообразное. Парообразование, происходящее при любой температуре со свободной поверхности жидкости, называется испарением. Совокупность молекул, вылетевших из жидкости при парообразовании, называется паром данной жидкости. Образование пара происходит не только у жидкостей, но и у твёрдых тел.

Из поверхностного слоя жидкости вылетают молекулы, которые обладают наибольшей скоростью и кинетической энергией теплового, хаотического движения, поэтому в результате испарения жидкость охлаждается.

Мерой процесса парообразования является скорость парообразования – количество жидкости, переходящей в пар за единицу времени с единицы площади поверхности жидкости.

2. НАСЫЩЕННЫЙ ПАР

Наряду с процессом парообразования, происходит компенсирующий его обратный процесс конденсации – превращения пара в жидкость. Скорость конденсации определяется числом молекул, переходящих из пара в жидкость через единицу площади поверхности жидкости в единицу времени.

Если скорость парообразования становится равной скорости конденсации, то наступает состояние динамического равновесия между процессами парообразования и конденсации.

Пар, находящийся в состоянии динамического равновесия со своей жидкостью, называется насыщенным паром. Давление насыщенного пара зависит только от его химического состава и температуры (быстро возрастает с ростом температуры) и не зависит от величины свободного от жидкости объёма сосуда, в котором находится пар.

3. КИПЕНИЕ

Кипением называется процесс интенсивного парообразования не только со свободной поверхности, но и по всему объёму жидкости внутрь образующихся при этом пузырьков пара.

Температурой (точкой) кипения называется температура жидкости, при которой давление её насыщенного пара равно или превышает внешнее давление. Температура кипения повышается с ростом внешнего давления и понижается при его уменьшении. Различие точек кипения разных жидкостей связано с тем, что у разных жидкостей неодинаково давление насыщенного пара при одной и той же температуре. Чем выше давление насыщенного пара, тем выше точка кипения.

Количество теплоты, необходимое для превращения в пар единицы массы жидкости, нагретой до температуры кипения, называется удельной теплотой парообразования. Из закона сохранения энергии следует, что при обратном процессе – конденсации пара в жидкость – выделяется количество теплоты, равное удельной теплоте парообразования.

Если кипение данной жидкости происходит при более высокой (или низкой) температуре, то удельная теплота парообразования уменьшается (или увеличивается). Это связано с зависимостью давления насыщенного пара от температуры и условия кипения.

4. ВЛАЖНОСТЬ ВОЗДУХА

Абсолютной влажностью воздуха f называется масса водяных паров, содержащихся в 1 м³ воздуха при данных условиях.

Относительной влажностью воздуха называется отношение абсолютной влажности к тому количеству водяного пара, которое необходимо для насыщения 1 м³ воздуха при данной температуре.

Относительную влажность можно определить как отношение давления водяного пара (р), содержащегося в воздухе, к давлению насыщенного пара (р_н) при данной температуре

. (I.77)

Обычно и её выражают в процентах.

Точкой росы называется температура, при которой водяные пары, не насыщавшие ранее воздух, становятся насыщающими. Зная температуру воздуха и определив точку росы, рассчитывают влажность воздуха. При этом используется таблица давления насыщенного водяного пара при различных температурах.