9.3 Насичена пара. Властивості насиченої пари

Насичена пара

1. Приклади явища: у природі - це туман. У лабораторії насичена пара буде утворюватися в закритій посудині з рідиною.

2 . Визначення. Насичена пара - це пара, що знаходиться в динамічній рівновазі з рідиною.

3. Умови протікання явища: у природі -це зниження температури до точки роси.

*Точка роси - це температура, при якій водяна пара, яка знаходиться у повітрі, стає насиченою.

У лабораторії - потрібно розмістити рідину в закритій посудині.

4.---------------

5. Пояснення явища. Щоб пояснити явище насиченої пари, потрібно дати пояснення динамічної рівноваги, що встановлюється між рідиною й парою.

Нехай у закритій посудині над поверхнею рідини знаходиться вакуум (Рисунок 9.7) У цей вакуум випаровується рідина. Частина молекул, що випарувалася, повертаються назад у рідину. При динамічній рівновазі кількість молекул, що покидають поверхню рідини, дорівнює кількості молекул, що повернулась у рідину за даний проміжок часу (Рисунок 9.7). Якщо насичену пару швидко охолодити, то пара в посудині перетворюється на перенасичену (Рисунок 9.7). Але через дуже короткий час «зайві молекули» повернуться в рідину й пара знову стане насиченою.

В ластивості насиченої пари

Для насиченої пари не можна застосовувати газові закони, бо змінюється її маса при постійній концентрації (n=const). Розглянемо, що відбувається з насиченою парою при зміні її параметрів у випадках: а) при постійній температурі (Т=const), б) при постійному об’ємі (V=const).

Випадок а) Т=const. Тиск насиченої пари не залежить від зміни його об’єму. Бо при незмінній температурі концентрація n також не змінюється, тому що при зменшенні об’єму насиченої пари частина її молекул переходить у рідину. Тиск насиченої пари можна розрахувати за формулою р=nkT, у цій формулі всі величини в даному випадку постійні, тому й тиск постійний.

Випадок б) V=const. Тиск насиченої пари не лінійно залежить від температури (Рисунок 9.8). Це пояснюється так: температура (T) зростає. Концентрація (n) в цьому випадку також буде зростати. Концентрація зростає тому, що з підвищенням температури все більше й більше молекул випаровується з поверхні рідини, оскільки тиск насиченої пари можна розрахувати за формулою р=nkT, а концентрація пари і її температура одночасно зростають, то залежність тиску насиченої пари від її температури перестає бути лінійною.

*Ненасичену пару можна з наближенням розглядати як ідеальний газ, тобто для неї справедливі всі газові закони.

9.4 Абсолютна та відносна вологість повітря

Вологість повітря

У повітрі завжди присутня водяна пара, бо існують відкриті водойми. Вологість повітря має велике значення в житті людей, тварин, рослин, тому важливо вміти її визначати. Вологість повітря характеризують двома фізичними величинами - абсолютною і відносною вологістю.

Абсолютна вологість r (ф.в.)

1. Абсолютна вологість – характеризує кількість водяної пари, що міститься в повітрі.

2. Визначення. Абсолютна вологість - це відношення маси води, що міститься в повітрі, до об'єму цього повітря.

З. Абсолютна вологість – це скалярна величина.

4. Математичний опис. ρ=m/V, де m - маса водяної пари; V - об'єм повітря.

5. [ρ]=кг/м³

6. Абсолютну вологість повітря безпосередньо виміряти дуже важко, тому для вимірювання вологості використовують іншу величину – відносну вологість повітря.

Відносна вологість повітря (h)

1. Відносна вологість повітря характеризує кількість водивповітрі.

2. Визначення. Відносна вологість повітря - це фізична величина, яка дорівнює відношенню абсолютної вологості повітря до густини насиченої пари при даній температурі.

3. Відносна вологість повітря - це скалярна величина.

4. ; , де r - абсолютна вологість повітря (г/м³); r_н - густина насиченої пари при даній температурі (г/м³); р - парціальний тиск водяної пари (Па); р_н - парціальний тиск насиченої водяної пари при даній температурі (Па).

5. [ h ] = %

6. Прилади, за допомогою яких вимірюють вологість повітря:

Волосяний гігрометр, психрометр, гігрометр Ламбрехта.