Термофизични свойства на изпарения

Когато чашата с вода стои за дълго време, а след това в крайна сметка цялата вода в него просто се изпари. В тази статия ще говорим само за това защо се случва това и ще обсъждаме свойствата на изпаренията.

Изпаряване и кондензация

Молекулите на водата се движат при различни температури при различни температури. Разбира се, повечето се придържат към една стойност на скоростта, но в някои от тях показателите са значително различни.

При тези условия, една от най-бързите молекули удря свободната повърхност на водата.

Свободната повърхност на водата е границата, където течността е в контакт с въздуха. След като удари там, молекулата може да преодолее привличането на други, по-бавни молекули и да остави самата вода. Този процес се нарича изпаряване. Молекулите, които излитат от водата, се превръщат в пара. Сега да преминем към терминологията.

Изпаряване - превръщането на водата в пара. Този процес може да се осъществи само на границата с въздуха.

свойства водна пара те също така означават, че след определен период от време молекулата може да се върне във вода. Това се нарича кондензация.

Кондензацията е феномен, противоположен на изпарението.

Динамичен баланс

Свойствата на изпаренията са разнообразни и сега ще говорим за едно от тях.

Ние обсъдихме по-рано какво се прави, когато молекулата напусне течността, но примерът се води с отворена чаша вода. Сега ще обсъдим какво ще се случи, ако чашата е плътно затворена. В този случай плътността на изпаренията над водата ще се увеличи. Поради това частиците ще пречат взаимно да напуснат границата с въздуха, в резултат на което процесът на изпаряване ще намалее. В същото време скоростта на кондензация ще се увеличи, защото поради натрупването на пара, броят на молекулите, които се превръщат във вода, ще бъде по-голям.

Рано или късно, при дадените обстоятелства, скоростта на кондензация става равна на скоростта на изпаряване. Тези свойства на водата и парата се наричат ​​- динамичен баланс.

Динамичното равновесие е, когато в същото време броят на молекулите, превърнали се в пара, се равнява на броя на молекулите, които са се върнали във водата. Като се следва това, следва, че обемът на водата няма да намалее, както и количеството пара. Това означава, че парата е станала "наситена".

Наситената пара е, когато е в динамично равновесие с водата, от която е излязла. По същия начин, пара, която не е в състояние на динамично равновесие, се нарича ненаситена.

Свойствата на парите означават това наситена пара винаги има по-голяма стойност на налягане и плътност от ненаситената. Това е така, защото наситените пари имат максимална стойност на налягане и плътност. Във физиката тези количества са обозначени като p_п и rho-_п съответно.

Наситени свойства на пара

От горепосочената информация следва, че наситеното състояние на пара може да бъде описано със същото уравнение като състоянието идеален газ. Най-малко, се наблюдава връзката между плътността и налягането.

Свойствата на водата и водната пара са изненадващи, поне заради това. И този факт, за приликата на наситена пара с идеален газ, беше тестван експериментално. Това е учудващо, защото свойствата на парите се различават значително от свойствата на идеалните газове. Заслужава да се отбележат основните различия между тях.

Зависимост на плътността от температурата

Струва си да се направи първоначална забележка и да се каже, че използвайки думата "двойки" означава "наситена пара". По този начин термофизичните свойства на пара означават, че неговата плътност при същата температура не зависи от обема. По този начин, ако се създаде изкуствен натиск в запечатан съд, тогава плътността на изпаренията ще се увеличи за известно време. Също така кондензацията ще се ускори и понякога ще превиши процеса на изпаряване. Това ще продължи, докато не настъпи динамично равновесие. С появата си плътността отново се нормализира.

Същото нещо се случва и ако намалите налягането, само мястото, където плътността на парите се увеличава, ще го намали. Това се дължи на ускоряването на изпарението. Но този процес ще продължи, докато всички процеси бъдат напълно нормализирани.

А също и обемът на парата не оказва влияние върху нейния натиск по никакъв начин. Това е така, защото обемът не оказва влияние върху плътността. Съгласно формулата плътността и натискът са реципрочни в този случай. От това и тази присъда следва.

Ефект на температурата върху плътността

Термофизичните свойства на водата и парата предполагат, че при същия обем вода плътността му се увеличава с нагряване и напротив намалява с намаляващата температура.

Когато температурата се повиши, процесът на изпарение се увеличава многократно. И както в предишния пример, динамично равновесие е нарушено, тъй като нивото на изпаряване, но само за известно време. Рано или късно процесите на изпаряване и кондензация отново се нормализират.

По подобен начин се получава, когато температурата падне. Само в този случай скоростта на изпарение намалява и кондензацията ще продължи до момента, в който има баланс между тях. Но, разбира се, това се случва с по-малко количество пара.

Като се започне от това, може да се каже, че законът на Чарлс с наситена пара не работи. Така че, когато водата се нагрява и охлажда, масата се променя и това от своя страна означава, че функцията не е линейна.

Налягане спрямо температурата

Продължавайки тази тема, си заслужава да спомена друга връзка. Факт е, че с увеличаването на температурата налягането на парата се увеличава няколко пъти по-бързо. Всъщност тази зависимост се наблюдава с плътност, но това заключение се прави от факта, че плътността и налягането са взаимосвързани стойности в представената формула.

Натиск върху температурната зависимост не е възможно да се разграничи от закона за идеалния газ, както е предвидено в експоненциална зависимост.

Влажност на въздуха

Време е да поговорим от влажността на въздуха. въздух Тя се нарича мокра, когато съдържа пара. И е ясно, че тази зависимост е пряко пропорционална. Тоест, колкото повече пара, толкова по-влажен е въздухът.

Съществува и концепцията за "абсолютна влажност"- това е такъв феномен, когато създаденото налягане във въздуха е равно на налягането на парите. Това явление също работи с плътността на парите.

Относителна влажност Съотношението на абсолютната влажност на въздуха до наситеното налягане на пара се нарича, при условие че температурата е еднаква.

psychrometer - това инструмент за измерване на влажността на въздуха. Състои се от два термометъра, само един от тях е обвит във влажна кърпа. Принципът на нейната работа е, че при ниско влаго изпарение от тъканта тече по-бързо, поради което термометърът, който е обвит, се охлажда значително. С оглед на това има разлика в показанията между двата инструмента. Въз основа на това влажността на въздуха вече е изчислена.