Меню

Избыточное давление насыщенного пара воды

Испарение жидкостей. Насыщенные и ненасыщенные пары. Давление насыщенного пара. Влажность воздуха.

Испарение — парообразование, происходящее при любой температуре со свободной поверхности жидкости. Неравномерное распределение кинетической энергии молекул при тепловом движении приводит к тому, что при любой температуре кинетическая энергия некоторых молекул жидкости или твердого тела может превышать потенциальную энергию их связи с другими молекулами. Большей кинетической энергией обладают молекулы, имеющие большую скорость, а температура тела зависит от скорости движения его молекул, следовательно, испарение сопровождается охлаждением жидкости. Скорость испарения зависит: от площади открытой поверхности, температуры, концентрации молекул вблизи жидкости.

Конденсация — процесс перехода вещества из газообразного состояния в жидкое.

Испарение жидкости в закрытом сосуде при неизменной температуре приводит к постепенному увеличению концентрации молекул испаряющегося вещества в газообразном состоянии. Через некоторое время после начала испарения концентрация вещества в газообразном состоянии достигнет такого значения, при котором число молекул, возвращающихся в жидкость, становится равным числу молекул, покидающих жидкость за то же время. Устанавливается динамическое равновесие между процессами испарения и конденсации вещества. Вещество в газообразном состоянии, находящееся в динамическом равновесии с жидкостью, называют насыщенным паром. (Паром называют совокупность молекул, покинувших жидкость в процессе испарения.) Пар, находящийся при давлении ниже насыщенного, называют ненасыщенным.

Вследствие постоянного испарения воды с поверхностей водоемов, почвы и растительного покрова, а также дыхания человека и животных в атмосфере всегда содержится водяной пар. Поэтому атмосферное давление представляет собой сумму давления сухого воздуха и находящегося в нем водяного пара. Давление водяного пара будет максимальным при насыщении воздуха паром. Насыщенный пар в отличие от ненасыщенного не подчиняется законам идеального газа. Так, давление насыщенного пара не зависит от объема, но зависит от температуры. Эта зависимость не может быть выражена простой формулой, поэтому на основе экспериментального изучения зависимости давления насыщенного пара от температуры составлены таблицы, по которым можно определить его давление при различных температурах.

Давление водяного пара, находящегося в воздухе при данной температуре, называют абсолютной влажностью, или упругостью водяного пара. Поскольку давление пара пропорционально концентрации молекул, можно определить абсолютную влажность как плотность водяного пара, находящегося в воздухе при данной температуре, выраженную в килограммах на метр кубический (р).

Читайте также:  Пежо 206 какое должно быть давление в шинах

Большинство явлений, наблюдаемых в природе, например быстрота испарения, высыхание различных веществ, увядание растений, зависит не от количества водяного пара в воздухе, а от того, насколько это количество близко к насыщению, т. е. от относительной влажности, которая характеризует степень насыщения воздуха водяным паром. При низкой температуре и высокой влажности повышается теплопередача и человек подвергается переохлаждению. При высоких температурах и влажности теплопередача, наоборот, резко сокращается, что ведет к перегреванию организма. Наиболее благоприятной для человека в средних климатических широтах является относительная влажность 40—60%. Относительной влажностью называют отношение плотности водяного пара (или давления), находящегося в воздухе при данной температуре, к плотности (или давлению) водяного пара при той же температуре, выраженное в процентах, т. е.

Относительная влажность колеблется в широких пределах. Причем суточный ход относительной влажности обратен суточному ходу температуры. Днем, с возрастанием температуры и, следовательно, с ростом давления насыщения, относительная влажность убывает, а ночью возрастает. Одно и то же количество водяного пара может либо насыщать, либо не насыщать воздух. Понижая температуру воздуха, можно довести находящийся в нем пар до насыщения. Точкой росы называют температуру, при которой пар, находящийся в воздухе, становится насыщенным. При достижении точки росы в воздухе или на предметах, с которыми он соприкасается, начинается конденсация водяного пара. Для определения влажности воздуха используются приборы, которые называются гигрометрами и психрометрами.

Дата добавления: 2015-12-08 ; просмотров: 1271 ; ЗАКАЗАТЬ НАПИСАНИЕ РАБОТЫ

Источник

Упругость паров

Всякая жидкость способна испаряться при любой температуре. Вода, налитая в блюдце, испаряется, если даже ее температура будет низкой. Известно, что испаряться способны и твердые тела (испарение воды из смерзшегося белья, испарение йода и т. д.).

Процесс испарения жидкости будет продолжаться до тех пор, пока газовое пространство над ее поверхностью не будет насыщено ­парами этой жидкости. Таким образом, во влажной атмосфере, в тумане вода не испаряется.

Для насыщения замкнутого объема сухого воздуха парами жидкости при различных температурах необходимо тем большее количество паров, чем выше температура поверхностного слоя жидкости.

Читайте также:  Каково давление в полном ацетиленовом баллоне

Известно, что при понижении внешнего давления (на­пример, при восхождении на высокие горы, при полете в открытой кабине самолета) процесс кипения воды может наблюдаться при температурах значительно ниже 100 0 С; при температуре 100 0 С вода кипит (т.е. неограниченно испаряется) только при внешнем давле­нии 760 мм. рт. столба. Все эти явления находят стройное объяснение, если ввести понятие об упругости паров жидкости.

Всем капельным жидкостям свойственна испаряемость, однако интенсивность испарения у различных жидкостей различна и зависит от условий, в которых они находятся. Характеристикой испа­ряемости является давление (упругость) насыщенных паров.

Упругостью паров жидкости называют парциальное давление­ паров над поверхностью жидкости, при котором пары находятся в равновесии с жидкостью (т. е. жидкость не испаряется, а пары не конденсируются). Иначе, давление насыщенных паров — это такое давление, при котором жидкость перестает кипеть, если давление в сосуде в процессе ки­пения повышается, или начинает кипеть, если давление в сосуде понижается.

Давление насыщенных паров зависит от рода жидкости ее температуры. Для всех жидкостей (не освобожденных от воз­духа и других газов, обычно находящихся в жидкости в механической смеси или в растворенном виде) давление насыщенных паров лежит в пределах между давлением в пустоте и атмосферным давлением. Таким образом, чем больше давление насыщенных паров при данной температуре, тем больше испаряемость жидкости.

Упругость паров жидкости зависит от температуры и при достижении так назы­ваемой «температуры кипения» упругость паров становится равной внешнему давлению. Таким образом, испарение жидкости про­исходит тогда, когда парциальное давление паров данной жидкости в окружающей атмо­сфере меньше, чем упругость ее паров.

Кривая зависимости упругости паров от температуры дает возмож­ность определить условия, соответствующие равновесному состоянию паровой и жидкой фаз (рис.1.5). Так, например, если абсолютное давление над водой будет равно 32 мм рт. столба (0,0435 кг/см 2 ), то вода будет интенсивно превращаться в пар (кипеть) уже при температуре + 30 0 С. Отсюда следует, что заставить жидкость за­кипеть можно не только путем ее подогрева до температуры кипения, но и путем понижения давления до величины, равной упругости ее паров при данной температуре.

Читайте также:  Предохранительный клапан давления до себя

Рис.1.5. Кривые упругости паров воды и авиабензина

Давление насыщенных паров различных жидкостей в значительной степени зависит от температуры и, как правило, увеличивается с ее повышением. Давление насыщенного водяного пара при температурах от –20 до 100 °С приведены в табл. 1.7.

Давление насыщенного водяного пара

при температурах от –20 до 100 °С

Пересчет в СИ: 1 мм рт. ст. = 133,3 Па

t, °С p, мм рт.мт. t, °С p, мм рт.мт. t,°С p, мм рт.мт. t, °С p, мм рт.мт. t, °С p, мм рт.мт.
–20 0,772 6,54 31,82 118,0 355,1
–19 0,850 7,01 33,70 123,8 369,7
–18 0,935 7,51 35,66 129,8 384,9
–17 1,027 8,05 37,73 136,1 400,6
–16 1,128 8,61 39,90 142,6 416. 8
–15 1,238 9,21 42,18 149,4 433,6
–14 1,357 9,84 44,56 156,4 450,9

Продолжение табл. 1.7

–13 1,486 10,52 47,07 163,8 468,7
–12 1,627 11,23 49,65 171,4 487,1
–11 1,780 11,99 52,44 179,3 506,1
–10 1,946 12,79 55,32 187,5 525,8
–9 2,125 13,63 58,34 196,1 546,1
–8 2,321 14,53 61,50 205,0 567,0
–7 2,532 15,48 64,80 214,2 588,6
–6 2,761 16,48 68,26 223. 7 610,9
–5 3,008 17,54 71,88 233,7 633,9
–4 3,276 18,65 75,65 243,9 657,6
–3 3,566 19,83 79,60 254,6 682,1
–2 3,879 21,07 83,71 265,7 707,3
–1 4,216 22,38 88,02 277,2 733,2
4,579 23,76 92,51 289,1 760,0
+1 4,93 25,21 97,20 301,4
+2 5,29 26,74 102,1 314,1
+3 5,69 28,35 107,2 327,3
+4 6,10 30,04 112,5 341,0

Давление насыщенных паров можно определить так же как давление, соответствующее точке кипения жидкости при данной температуре. Поэтому, например, если жидкость находится в каком-либо сосуде (резервуар, трубопровод), абсолютное давление в котором равно давлению насыщенных паров, жидкость будет кипеть, а сосуд заполняться её парами

Давление насыщенных паровРsдля нефтепродуктов в интервале температур (-30÷100) 0 С при температуре t с достаточной точностью определяется по формуле Рыбакова

где Р38 – давление насыщенных паров нефтепродукта по Рейду.

Источник

Adblock
detector