атм / 1kLect07
.pdf
Джозеф Блэк определил теплоты фазовых переходов воды
|
Ледяной калориметр Лавуазье- |
Джозеф Блек |
Лапласа |
Анри Реньо определил точные значения теплофизических величин в середине ХIX вл .
Был одним из крупнейших экспериментаторов XIX в. Изобрел и усовершенствовал множество физических приборов. Открыл поливинилхлорид (ПВХ). Разработал разные виды гигрометров. Составил лучшие психрометрические таблицы.
Что нужно знать из этих достижений?
•Значение газовой постоянной водяного пара 461,5 Дж/кг/К (м2/с2/К)
•Значение теплоемкости воды – 4,18 кДж/кг/К, у пара
– 1,84 кДж/кг/К, а у льда – 2,1 кДж/кг/К.
•Значение скрытой теплоты фазовых переходов воды (испарения и конденсации)- 2500 кДж/кг.
•Формулу зависимости давления насыщения от температуры (достаточно ф-лу Магнуса)
Зависимость давления насыщенного пара от температуры
•Связь температуры и давления фазового перехода (кипения, плавления и др.) теоретически определяется по уравнению Клапейрона – Клаузиуса
•На практике применяют эмпирические формулы Например, формулу Магнуса
•Или психрометрические таблицы
Генрих Густав Магнус
Образец применения формулы Магнуса:
При t=150C и при любом давлении
Давление насыщеного пара (над водой) равно
E [гПа] =
6.11∙107.63 ∙15/(241.9+15)
≈17 гПа
Диаграмма состояния трех фаз воды (лед, вода, пар)
•Фазовое равновесие - это одновременное существование термодинамически равновесных
фаз при одинаковых P и T
•Графики, изображающие зависимость одних термодинамических переменных от других в условиях Ф. р.,
называются линиями
(поверхностями) равновесия, а их совокупность – диаграммами состояния.
•Линия Ф. р. может либо пересечься с другой линией равновесия (тройная точка), либо кончиться критической точкой.
Температура и давление тройных точек некоторых газов
(приближенные значения)
Вещество |
Т, К |
Р, гПа |
Вещество |
Т, К |
Р, гПа |
|
|
|
|
|
|
Азот |
63 |
125 |
Вода |
273 |
6,11 |
|
|
|
|
|
|
Кислород |
54 |
1,5 |
Аммиак |
195 |
60 |
|
|
|
|
|
|
Водород |
13 |
70 |
Углекислота |
216 |
5180 |
|
|
|
|
|
|
Только вода может в условиях Земли существовать во всех трех фазах!
Важное следствие из закона насыщения
•Давление насыщения
определяет максимально
возможное количество
пара, которое может содержать воздух при
заданной температуре
Температура насыщенного пара называется точкой росы Td
•Если фактическая температура T>Td, то происходит испарение воды
•Если фактическая температура T<Td, то происходит конденсация пара
Обратите внимание ! Важно для дождя!
•Давление насыщения над водой и льдом различны
•при T<0oC давление пара над льдом
немного меньше, чем над водой. (Именно поэтому в облаках растут снежинки,
перекачивая на себя воду от капелек)