Влажность воздуха. Характеристика жидкого состояния вещества. Характеристика твердого состояния вещества. Плавление и кристаллизация, страница 6

Ненасыщенный пар

Рисунок 6

 

 

Ненасыщенный пар

При Т = const, давление и объем

газа обратно пропорциональны, т.е.

P₁V₁=P₂V₂

Плотность газа с увеличением давления увеличивается.

При V = const, давление газа растет прямо пропорцио­нально его абсолютной температуре             P₁/T₁ = P₂/T₂ или Р = nkТ. С ростом температу­ры пропорционально растет средняя кинетическая энергия молекул газа.

 

Насыщенный пар

 

	Рисунок 8 – экспериментальная установка изучения ненасыщенного пара
			Рисунок 9 - экспериментальная установка изучения насыщенного пара

Насыщенный пар

При Т = const, давление насыщенного пара не зависит от объема, и остается постоянным. Плотность насыщенного пара остается постоянной.

При V = const, давление насыщенного пара растет быстрее, чем у идеального газа, т.к. при нагреве растет не только кинетическая энергия молекул, но и их концентрация

Если ненасыщенный пар сжимать при Т = const, то давление и плотность газа будет возрастать и при некотором давлении пар становится насыщенным. Дальнейшее сжатие газа будет происходить при неизменном давлении, до тех пор, пока пар полностью не превратиться в жидкость.

Все это можно изобразить на диаграмме.

Участок 1-2 соответствует изотерме ненасыщенного пара, 2-3 – изотерме насыщенного пара, 3-4 – жидкость (рис. 10)

При увеличении температуры получим ряд таких изотерм (рис.11), которые показывают, что область существования насыщенного пара уменьшается и при некоторой температуре Т_кр. насыщенный пар не образуется. Такое состояние газа называется критическим. При температуре Т>Т_кр. газ в жидкость не переводится.

К понятию о критическом состоянии вещества можно подойти из других соображений.

Если в закрытом сосуде нагревать жидкость, то плотность насыщенного пара растет, а плотность жидкости, из-за её расширения, уменьшается. При некоторой температуре плотности пара и жидкости станут одинаковыми (рис. 12).

Температура, при которой плотность насыщенного пара и жидкости совпадает, называется критической. В этом случае исчезает отличие между жидкостью и паром. Эти процессы можно наблюдать на опыте (рис. 13).

В специальной ампуле находится некоторое количество эфира. Между паром и жидкостью существует резкая граница. С нагревом объем жидкости увеличивается, а плотность её уменьшается. При некоторой температуре и давлении исчезает граница между жидкостью и газом, и вся жидкость превращается в газ.

Знание критических условий необходимы при сжижении газа. Чтобы газ превратить в жидкость путем сжатия, его необходимо предварительно охладить до критической или более низкой температуры. В настоящее время техника позволяет превращать в жидкость любые газы.

Влажность воздуха

Испарение воды с поверхности различных водоёмов приводит к тому, что в воздухе всегда присутствует пар. Количество водяных паров, содержащихся в воздухе, имеет важное значение для животного и растительного мира, для процессов, протекающих в атмосфере.

Для   характеристики   содержания  водяных  паров  в атмосфере, т.е. влажности, вводят следующие величины:

1. Абсолютная влажность воздуха - количество водяного пара в 1 м³ воздуха и плотность водяного пара.

= m/V                                                                                

2. Относительная влажность воздуха - отношение плотности водяного пара, находящегося в воздухе, к плотности насыщенного пара при той же температуре:

В = ()*100%,

Где В - относительная влажность,

р₀ - плотность насыщенного пара.