Испарение и конденсация. Насыщенные и ненасыщенные пары.
Любое вещество при определенных условиях может находиться в различных агрегатных состояниях – твердом, жидком и газообразном. Переход из одного состояния в другое называется фазовым переходом. Испарение и конденсация являются примерами фазовых переходов. Все реальные газы (кислород, азот, водород и т. д.) при определенных условиях способны превращаться в жидкость. Однако превращение газа в жидкость может происходить только при температурах ниже определенной, так называемой критической температуры.
Испарение — это процесс, при котором с поверхности жидкости или твердого тела вылетают молекулы, кинетическая энергия которых превышает потенциальную энергию взаимодействия молекул. Испарение сопровождается охлаждением жидкости.
Конденсация – это процесс, обратный процессу испарения. При конденсации молекулы пара возвращаются в жидкость. 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, то есть когда скорости процессов испарения и конденсации одинаковы. Такую систему называют двухфазной.
Вещество в газообразном состоянии, находящееся в динамическом равновесии со своей жидкостью, называется насыщенным паром. Пар, находящийся при давлении ниже давления насыщенного пара, называется ненасыщенным.
Влажность воздуха. Психрометр. Значение влажности и процессов испарения для жизнедеятельности человека.
Влажность — показатель содержания воды в физических телах или средах.
Влажность воздуха – содержание в воздухе водяного пара; одна из наиболее существенных характеристик погоды и климата.
Характеристиками в. В. Служат:
1) упругость (или парциальное давление) водяного пара.
2) абсолютная влажность — количество водяного пара в г/м3;
3) удельная влажность — количество водяного пара в г на кг влажного воздуха;
и другое.
Ученые физики ввели физическую величину, характеризующую влажность воздуха. Она должна показывать, насколько пар, содержащийся в воздухе, далек от насыщения. Такую величину называют относительной влажностью воздуха:
j – относительная влажность, %
r – плотность пара, кг/м3
rнас– плотность насыщенного пара (при той же температуре), кг/м
Относительная влажность воздуха показывает выраженную в процентах долю, которую составляет плотность пара, содержащегося в данный момент в воздухе, от плотности насыщенного пара для этой же температуры.
Психрометр – прибор для определения температуры и влажности воздуха.
Современные психрометры можно разделить на три категории: станционные, аспирационные и дистанционные.
Простейший психрометр состоит из двух спиртовых термометров, один - обычный сухой термометр, а второй имеет устройство увлажнения. Термометры имеют точную градуировку с ценой деления 0,2-0,1 градуса. Термодатчик влажного термометра обернут хлопчатобумажной тканью, которая находится в сосуде с водой. Вследствие испарения влаги, увлажнённый термометр охлаждается. Для определения относительной влажности снимают показания с сухого и влажного термометров, а далее используют Психрометрическую таблицу. Обычно входными величинами в Психрометрической таблице являются показания сухого термометра и разница температур сухого и влажного термометров.