Фазовые переходы воды. Условия фазового равновесия. График равновесия фаз. Переохлажденное состояние воды.
Сублимация – лед в газ. Плавление – лед в жидкость. Конденсация – газ в жидкость. Парообразование – жидкотсь в газ. Три фазы могут находится в состоянии равновесия только при одном опр значении давления и температуры – тройная точка (Т= 0.0076 гр. Е=6.1114 гПа). Усл. Фазового равновесия – упругость над той илил иной поверхнотсью соответствует насыщению.
Непосредственный опыт показывает, что природные воды суши при нормальном атмосферном давлении переохлаждаются (кривая AF) до некоторых отрицательных значений температуры не кристаллизуясь. Таким образом, вода обладает свойством переохлаждаться, т.е. принимать температуру ниже точки плавления льда. Переохлажденное состояние воды является состоянием метастабильным (неустойчивым), в котором начавшийся в какой-либо точке переход жидкой фазы в твердую продолжается непрерывно, пока не будет ликвидировано переохлаждение или пока не превратится в твердое тело вся жидкость.
Упругость насыщенного пара в зависимости от температуры ( уравнение Клаузиуса-Клайперона). Факторы, влияющие на упругость насыщения.
Уравнение Клазиуса-Клайперона
dE/E=(L/Rn)*(dT/(T^2)) где L это удельная теплота фазовых переходов, а Rn – удельная газовая постоянная равная 461.51кДж/кг
Факторы, влияющие на упругость насыщения: упругость насыщения надо льдом меньше, чем над водой; зависит от кривизны поверхности (выпуклая меньше впуклой); количество солей (морская вода испаряется медленней); эл. Заряды на каплях уменьшают упругость насыщения.
Процесс испарения с молекулярно - кинетической точки зрения. Уравнение Кнудсена. Эмпирические формулы для расчета испарения. Ф-ла Дальтона.
1. Связь между скоростью испарения и дефицитом влажности:
где Еs — упругость насыщающего водяного пара при температуре испаряющей поверхности, е — упругость пара над испаряющей поверхностью, A — коэффициент пропорциональности. Иногда в формулу вводится еще обратная зависимость W от атмосферного давления р, и она принимает вид формулы Августа
В 3. Д. не учитывается зависимость W от скорости ветра и создаваемой ею турбулентности; испарение, предполагается диффузным.
2. В смеси идеальных газов при. постоянной температуре давление смеси равно сумме парциальных давлений отдельных составных частей смеси, т. е. давлений, которые имел бы каждый из данных газов, если бы он один занимал весь объем газовой смеси. Этому закону с достаточным приближением подчиняются и реальные газы.
Испарение и испаряемость. Испарение
Обычно подразумевается испарение воды: поступление водяного пара в атмосферу вследствие отрыва наиболее быстродвижущихся молекул с поверхности воды, снега, льда, влажной почвы, капелек и кристаллов в атмосфере. Отрываются те молекулы, скорость которых выше средней скорости движения молекул при данной температуре и достаточна для преодоления сил молекулярного притяжения (сцепления). С возрастанием температуры число отрывающихся молекул, стало быть и И., растет. Одновременно молекулы водяного пара, находящегося над испаряющей поверхностью, частично возвращаются в жидкую или твердую фазу. Фактически наблюдаемое И. есть разность двух потоков молекул — отрывающихся от испаряющей поверхности и возвращающихся к ней. Чистая потеря воды путем испарения зависит от близости упругости пара над испаряющей поверхностью к насыщению. При насыщении И. прекращается, т. е. оба потока молекул уравновешиваются. При И. затрачивается при температуре 0° для воды 597 кал тепла и для льда 677 кал на 1 г. Если тепло не подводится извне, то испаряющее тело охлаждается и процесс замедляется. Ср. испаряемость, насыщение, скорость испарения, закон Дальтона.