22. Насыщенные и ненасыщенные пары. Влажность воздуха. Абсолютная и

относительная влажность. Психрометр.

1. В закрытом сосуде жидкость и ее пар могут находиться в состоянии динамического равновесия, когда число молекул, вылетающих из жидкости, равно числу молекул, возвращающихся в жидкость из пара, т. е. когда скорости процессов испарения и конденсации одинаковы.

2. Насыщенным называется пар, находящийся в равновесии со своей жидкостью.

Давление насыщенного пара p₀ данного вещества зависит только от его температуры и не зависит от объема.

При повышении температуры давление насыщенного пара и его плотность возрастают, а плотность жидкости уменьшается из-за теплового расширения.

Давление насыщенного пара – наибольшее возможное давление пара при данной температуре. При дальнейшем повышении давления насыщенный пар превращается в жидкость.

1. Влажность воздуха

В атмосферном воздухе всегда присутствуют пары воды при некотором парциальном давлении p, которое меньше или равно давлению насыщенного пара p₀.

Парциальное давление p водяного пара в воздухе называется абсолютной влажностью воздуха.

Относительной влажностью воздуха называютотношение парциального давления водяного пара, содержащегося в воздухе при данной температуре, к давлению насыщенного пара при той же температуре, выраженное в процентах:

Если парциальное давление водяного пара в воздухе равна давлению насыщенного пара, относительная влажность равна 100%.

23. Внутренняя энергия и работа газа. Первый закон термодинамики

Внутренняя энергия макроскопического тела U равна сумме кинетических энергий беспорядочного движения всех молекул и потенциальных энергий взаимодействия всех молекул друг с другом ,но не с молекулами других тел.

При любых процессах в изолированной термодинамической системе внутренняя энергия остается неизменной,

Например, внутренняя энергия газа состоит из энергии поступательного и вращательного движений молекул и колебательного движения атомов в молекулах, потенциальной энергии молекулярного взаимодействия, энергии электронных оболочек атомов и ионов, энергии движения и взаимодействия нуклонов в ядре.

Внутренняя энергия идеального газа складывается только из энергии движения молекул, так как взаимодействием молекул можно пренебречь.

2. Изменение внутренней энергии идеального газа

В механике работа определяется как произведение модулей силы и перемещения и косинуса угла между ними.Работа совершаетсяпри действии силы на движущееся тело и равна изменению его кинетической энергии (теорема о кинетической энергии). Работа силы может быть положительной, отрицательной или равна нулю.

В термодинамике движение тела как целого не рассматривается, речь идет о перемещении частей макроскопического тела относительно друг друга. В результате меняется объем тела, а его скорость остается равной нулю.

Работа в термодинамике определяется так же, как и в механике, но равна изменению не кинетической, а внутренней энергии тела.

При совершении работы (сжатии или расширении) изменяется внутренняя энергия газа

Вычислим работу газа при расширении.

В процессе расширения газ совершает положительную работу А над внешними телами,так как направление силы и перемещения совпадают. При этом газ отдает энергию окружающим телам.

Если объем газа изменился

на малую величину ΔV,

то газ совершает работу

pSx = pΔV,

где p – давление газа,

pS –сила давления газа на поршень

S – площадь поршня,

x – перемещение поршня.

В результате работа газа при расширениивыражается формулой:

A = pΔV

При расширении работа, совершаемая газом, положительна, при сжатии – отрицательна. В этом случае положительную работу А^/ совершают над газом внешние силы

A=-A^/.