Termofizička svojstva para

Kad čaša vode stoji dugo, onda na kraju sve vode jednostavno isparavaju u njemu. U ovom članku ćemo samo razgovarati o tome zašto se to događa i raspraviti svojstva para.

Isparavanje i kondenzacija

Molekule vode se kreću pri različitim temperaturama na različitim temperaturama. Naravno, većina se pridržava jedne vrijednosti brzine, ali u nekima od njih pokazatelji su značajno različiti.

Pod tim uvjetima, jedna od najbržih molekula udara u slobodnu površinu vode.

Slobodna površina vode je granica u kojoj je tekućina u dodiru s zrakom. Nakon što je tamo udarila, molekula može prevladati privlačnost drugih, sporijih molekula i ostaviti samu vodu. Taj se proces nazivao isparavanjem. Molekule koje izlaze iz vode pretvaraju se u paru. Sada idemo na terminologiju.

Isparavanje - pretvaranje vode u paru. Ovaj proces može se održati samo na granici sa zrakom.

nekretnine vodene pare oni također znače da se nakon određenog vremenskog razdoblja molekula može vratiti natrag u vodu. To se zove kondenzacija.

Kondenzacija je fenomen suprotan evaporaciji.

Dinamička ravnoteža

Svojstva para su raznolika, a sada ćemo govoriti o jednom od tih.

Ranije smo razgovarali o tome što se događa kad molekula napusti tekućinu, ali primjer je vodio s otvorenom šalicom vode. Sada ćemo razgovarati o tome što će se dogoditi ako čaša bude čvrsto zatvorena. U tom slučaju, gustoća pare iznad vode će se povećati. Zbog toga čestice će spriječiti jedni druge da napuste granicu sa zrakom, što će rezultirati smanjenjem procesa isparavanja. Istodobno, stopa kondenzacije će se povećati, jer zbog nakupljanja pare, broj molekula koji se pretvaraju natrag u vodu bit će veći.

Prije ili kasnije, u danim okolnostima, stopa kondenzacije postaje jednaka brzini isparavanja. Ova svojstva vode i pare nazivaju se - dinamička ravnoteža.

Dinamička ravnoteža je kada, istovremeno, broj molekula koje su pretvorene u paru jednak broju molekula koje su prošle natrag u vodu. Iz toga proizlazi da se količina vode neće smanjiti, kao i količina pare. To znači da je para postala "zasićena".

Zasićena para je kada je u dinamičkoj ravnoteži s vodom iz koje je izašla. Slično tome, para koja nije u stanju dinamičke ravnoteže zove se nezasićena.

Svojstva para upućuju na to zasićene pare uvijek ima veću vrijednost pritiska i gustoće od nezasićenih. To je tako, jer zasićena para ima maksimalnu vrijednost tlaka i gustoće. U fizici se te količine označavaju kao p_n i rho-_n respektivno.

Zasićena svojstva pare

Iz gornjih podataka proizlazi da zasićena para može biti opisana istom jednadžbom kao i stanje idealan plin. U najmanju ruku promatra se odnos gustoće i tlaka.

Osobine vode i vodene pare iznenađuju, barem zbog toga. I ova činjenica, o sličnosti zasićene pare s idealnim plinom, eksperimentalno je testirana. To je upečatljivo jer se svojstva pare značajno razlikuju od svojstava idealnih plinova. Valja istaknuti glavne razlike između njih.

Ovisnost gustoće na temperaturi

Vrijedi isprva napisati napomenu i rekavši da pomoću riječi "parovi" to znači "zasićena para". Stoga, termofizičke osobine pare impliciraju da njegova gustoća pri istoj temperaturi ne ovisi o volumenu. Dakle, ako se stvara umjetni tlak u zapečaćenoj posudi, tada će se gustoća pare povećati neko vrijeme. I kondenzacija će ubrzati i ponekad premašiti proces isparavanja. To će se nastaviti sve dok se ne pojavi dinamička ravnoteža. S početkom, gustoća se normalizira.

Isto se događa ako smanjite pritisak, samo će mjesto gdje će povećati gustoća pare smanjiti. To je zbog ubrzavanja isparavanja. No taj proces će se nastaviti sve dok se svi procesi potpuno ne normaliziraju.

I volumen pare ne utječe ni na koji način. To je tako, jer volumen ne utječe na gustoću. I prema formuli, gustoća i pritisak su recipročni u ovom slučaju. Iz ovog i ovog suda slijedi.

Utjecaj temperature na gustoću

Termofizička svojstva vode i pare također podrazumijevaju da s istom količinom vode njegova gustoća raste s grijanjem, a naprotiv, smanjuje se s padom temperature.

Kada temperatura raste, proces isparavanja se povećava mnogo puta. I kao u prethodnom primjeru, dinamička ravnoteža je poremećena zbog prekomjernog isparavanja, ali samo neko vrijeme. Prije ili kasnije procesi isparavanja i kondenzacije ponovno se normaliziraju.

Slično se događa kada temperatura padne. Samo u ovom slučaju će se stopa isparavanja smanjiti, a kondenzacija će se nastaviti sve dok postoji ravnoteža između njih. Ali, naravno, to se događa s manjim brojem pare.

Polazeći od toga, može se reći da Charlesov zakon zasićene pare ne radi. Zato je to zato što kad se voda grije i ohladi, mase se mijenja, a to, zauzvrat, znači da funkcija nije linearna.

Tlak u odnosu na temperaturu

Nastavljajući ovu temu, vrijedi spomenuti još jedan odnos. Činjenica je da povećanje temperature tlak pare povećava nekoliko puta brže. U stvari, ta se ovisnost opaža gustoćom, no ovaj je zaključak izvučen iz činjenice da su gustoća i tlak međusobno povezani vrijednosti u prikazanoj formuli.

Ovisnost pritiska na temperaturu ne može se razlikovati od zakona idealnog plina, budući da je prezentirana ovisnost eksponencijalna.

Vlažnost zraka

Vrijeme je za razgovor vlažnosti zraka. zrak Zove se mokro kada sadrži paru. I jasno je da je ova ovisnost izravno proporcionalna. To je, što je više pare, to je vlažniji zrak.

Tu je i koncept "apsolutna vlažnost„- to je pojava koja generira tlak u zraku je jednak tlaku pare. Ova pojava također funkcionira s gustoćom pare.

Relativna vlaga Naziva se apsolutna vlažnost zraka u zasićenom tlaku pare, pod uvjetom da je temperatura jednaka.

Psihrometar - to instrument za mjerenje vlage u zraku. Sastoji se od dva termometra, od kojih je samo jedan zamotan u vlažnu krpu. Načelo rada je da s malom vlagom isparavanje iz tkiva teče brže, zbog čega se zakrivljeni termometar značajno hladi. S obzirom na to, postoji razlika u čitanju između dva instrumenta. Na temelju toga se vlažnost zraka već izračunava.