Пары

Испарение — превращение жидкости в газ при температуре ниже температуры кипения. Испарение происходит из-за того, что скорости теплового движениях всех молекул в жидкости различны, и всегда есть некоторое количество молекул, скорость движения которых достаточно большая, чтобы преодолеть притяжение всех остальных молекул и выскочить за пределы поверхности жидкости.

Испарение происходит только с поверхности жидкости и существует при любой температуре (кипение — во всем объеме жидкости и только при температуре кипения). При испарении жидкость покидают наиболее быстрые молекулы, следовательно, остаются более медленные — а значит, общая температура жидкости понижается.

Испарение происходит тем быстрее, чем выше температура жидкости (больше быстрых молекул), чем больше площадь открытой поверхности жидкости и чем ниже влажность воздуха.

Процесс, обратный испарению, когда молекулы из газообразного состояния переходят в жидкое, также называется конденсацией.

Насыщенный пар — это пар, находящийся в динамическом равновесии со своей жидкостью: с поверхности жидкости испаряется столько же молекул, переходя в газ, сколько из газа конденсируется молекул, переходя в жидкое состояние.

Давление насыщенного пара не зависит от объема, который он занимает. Давление насыщенного пара увеличивается только за счет повышения его температуры (чем выше температура газа ― тем быстрее скорость молекул).

Относительная влажность воздуха равна:

\(\varphi = \frac{p_{пара}(T)}{p_{насыщ.пара}(T)} \cdot 100\%\) или \(\varphi = \frac{\rho_{пара}(T)}{\rho_{насыщ.пара}(T)} \cdot 100\%\)

\(p_{пара}(T)\) — давление пара при данной температуре Т (парциальное давление) [Па]

\(p_{насыщ.пара}(T)\) — давление насыщенного пара при данной температуре [Па]

\(\rho_{пара}(T)\) — плотность пара при данной температуре [кг/м³]. Плотность пара также называют абсолютной влажностью воздуха

\(\rho_{насыщ.пара}(T)\) — плотность насыщенного пара при данной температуре [кг/м³]

Давление и плотность насыщенного пара обычно определяются по таблицам.

Стоит отметить, что давление насыщенного пара с ростом температуры растет быстрее парциального давления. Это означает, что при высокой температуре относительная влажность будет низкой, а при низкой температуре — высокой. Это объясняет, почему выпадение росы обычно происходит перед рассветом.

Точка росы — температура, при которой пар, находящий в воздухе, становится насыщенным. При этой температуре относительная влажность воздуха равна 100%.

Относительная влажность воздуха не может превышать 100% — при \(\varphi = 100\%\) весь пар в воздухе является насыщенным паром — т. е. сколько молекул испаряется с поверхности жидкости, столько и конденсируется.

Чтобы найти массу сконденсировавшегося пара при изотермическом сжатии сосуда, необходимо найти начальную и конечную массу воды в воздухе. Разность между ними – и есть масса сконденсировавшейся воды.

Максимальное давление пара при температуре 100 ℃: 100 000 Па.

Интернет-энциклопедия по школьным предметам от Maximum Education. Учебник поможет решить домашнее задание, подготовиться к контрольной и вспомнить прошлые темы.

Пары