Влажность воздуха. Характеристика жидкого состояния вещества. Характеристика твердого состояния вещества. Плавление и кристаллизация, страница 11

Вообще сжижение газов имеет большое теоретическое и практическое значение. В получении жидких газов нуждаются космонавты, металлурги, подводное плавание и подводные работы.

Критическое состояние вещества.

Критические параметры

Критической температурой вещества называется такая температура, при которой плотность жидкости и плотность ее насыщенного пара становятся одинаковыми. 

t_кр. = 374 ⁰С для воды

	Рисунок 14		Рисунок 15

 

Давление насыщающего пара, какого- либо вещества при его критической температуре называется критическим давлением Р_кр.

Оно является наиболее возможным давлением насыщающих паров этого вещества.

Для воды оно 218,5 атм.

При критической температуре удельная теплота парообразования жидкости равна нулю.

Следовательно, при критической температуре теряется всякое различие между жидкостью и ее паром, а граница между ними исчезает.

Это означает, что при температуре, большей критической  температуры вещество может быть только в одном состоянии, которое называется газообразным, и в этом случае никаким увеличением давления превратить его в жидкость нельзя.

Если вещество находится при критической температуре и критическом давлении, то его состояние называют критическим состоянием.

Объем, который занимает вещество при критическом состоянии, называют критическим объемом Vкр.

Vкр. – наибольший объем, который может занимать имеющаяся масса вещества в жидком состоянии.

Значения t_кр , и V_кр. для одного кило моля называют критическими параметрами вещества.

Сжижение газов. Применение сжиженных газов.

Свойства веществ при сверхнизких температурах

Когда было установлено, что газ можно перевести в жидкое состояние, если температура меньше критической температуры, то, применяя все более низкие температуры, постепенно получили все газы в жидком состоянии. Последним в 1908г. был получен жидкий гелий. Удобный способ для сжижения больших масс газа предложил советский физик, академик П.Л. Капица. Этот способ основан на охлаждении газа при его адиабатном расширении с выполнением работы. Струю сжатого и охлажденного газа направляют на лопасти специальной турбины (детандера). Приводя во вращение это колесо, газ совершает работу и охлаждается так, что его  температура падает ниже критической. Полученную жидкость собирают и хранят  в специальных сосудах Дьюара с двойными стенками, между которыми имеется высокий вакуум для уменьшения теплопроводности.

Чтобы уменьшить нагревание лучеиспусканием стенки сосуда Дьюара покрывают ртутной эмальгаммой (как у зеркала).

Почему сосуды, в которых хранятся такие жидкости нельзя плотно закрывать?

Многие свойства веществ при низких температурах сильно изменяются, (свинец – становится упругим, резина – хрупкой и т.д.).

Применение сверхнизких температур при изучении свойств вещества привело к открытию сверхпроводимости металла.

Особенно широко используется жидкий воздух. Его применяют для получения жидкого кислорода.

Температура кипения жидкого азота меньше, чем температура кипения у кислорода, то есть из жидкости первым улетучивается азот и остается почти чистый кислород (используется в металлургии, для взрывных работ, для сжигания топлива в ракетах и т.д.). Т.к. в воздухе имеется небольшое количество гелия, неона, аргона, криптона и ксенона, а температуры кипения у них различны,  то с помощью  ректификационной колонки их можно раздельно выделять из жидкого воздуха.

Водяные пары в атмосфере.

Абсолютная влажность воздуха

Т.к. с поверхности океанов, морей, озер и рек происходит непрерывное испарение воды, атмосфера Земли   всегда содержит водяной пар. В течение года в атмосферу Земли испаряется 4,25 × 10¹⁴m воды и  0,25 этой воды выпадает в виде осадков. Количество водяных паров в воздухе не везде одинаково.

Величина, характеризующая содержание водяных паров в различных частях атмосферы Земли – называют влажностью воздуха.