Termofysiska egenskaper hos ångor

När en kopp vatten står länge, då i slutet kommer allt vatten helt enkelt att förångas i det. I den här artikeln kommer vi bara prata om varför detta händer och diskutera ångans egenskaper.

Avdunstning och kondensation

Vattenmolekyler rör sig vid olika temperaturer vid olika temperaturer. Självklart följer de flesta ett enda värde, men i vissa av dem är indikatorerna betydligt olika.

Under dessa förhållanden träffar en av de snabbaste molekylerna en fri yta av vatten.

Den fria ytan av vatten är gränsen där vätskan är i kontakt med luft. Efter att ha träffat där kan molekylen övervinna attraktionen av andra, långsammare molekyler och lämna själva vattnet. Denna process kallas förångning. Molekyler som flyter ut ur vatten omvandlas till ånga. Låt oss nu gå vidare till terminologin.

Förångning - omvandling av vatten till ånga. Denna process kan endast ske vid gränsen till luften.

Egenskaperna hos vattenånga betyder också att molekylen efter en viss tidsperiod kan vända tillbaka till vatten. Detta kallas kondens.

Kondensation är ett fenomen motsatt avdunstning.

Dynamisk balans

Dampens egenskaper är varierade, och nu kommer vi att prata om en av dessa.

Vi diskuterade tidigare vad som görs när molekylen lämnar vätskan, men exemplet togs med en öppen kopp vatten. Nu kommer vi att diskutera vad som händer om koppen är stängd. I detta fall ökar ångdensiteten över vattnet. På grund av detta kommer partiklarna att förhindra varandra från att lämna gränsen med luften, varigenom avdunstningsprocessen kommer att minska. Samtidigt ökar kondensationshastigheten, eftersom antalet molekyler som omvandlas tillbaka till vatten på grund av ångans ackumulering blir större.

Förut eller senare, under de givna omständigheterna, blir kondensationshastigheten lika med förångningsgraden. Dessa egenskaper hos vatten och ånga kallas dynamisk jämvikt .

Dynamisk jämvikt är när samtidigt antalet molekyler som har förvandlats till ånga är lika med antalet molekyler som har gått tillbaka i vattnet. Utgående från detta följer att volymen av vatten inte minskar, liksom mängden ånga. Det betyder att ångan har blivit "mättad".

Mättad ånga är när den befinner sig i en dynamisk jämvikt med vattnet från vilket det kom ut. På samma sätt kallas ånga som inte är i ett tillstånd av dynamisk jämvikt som omättas.

Dampens egenskaper betyder att mättad ånga alltid har ett högre värde på tryck och densitet än omättad ånga . Detta är så, eftersom den mättade ångan har det maximala värdet av tryck och densitet. I fysiken betecknas dessa kvantiteter som p respektive _n .

Mättade ångegenskaper

Det följer av informationen ovan att tillståndet av mättad ånga kan beskrivas med samma ekvation som tillståndet hos en idealisk gas. I det minsta observeras förhållandet mellan densitet och tryck.

Egenskaperna hos vatten och vattenånga är överraskande, åtminstone på grund av detta. Och detta faktum, om likheten av en mättad ånga med en idealisk gas, testades experimentellt. Det är slående, eftersom ångans egenskaper skiljer sig avsevärt från de ideala gasernas egenskaper. Det är värt att nämna de viktigaste skillnaderna mellan dem.

Beroende på densitet på temperaturen

Det är värt att göra en anmärkning och säga att man använder ordet "par", det betyder "mättad ånga". Således innebär de termofysiska egenskaperna hos ånga att dess densitet vid samma temperatur inte beror på volymen. Om konstgjort tryck skapas i ett förseglat kärl, kommer ångdensiteten att öka så länge som möjligt. Och även kondenseringen accelererar och ibland överstiger förångningsprocessen. Detta fortsätter tills en dynamisk jämvikt uppträder. Med sin början normaliserar densiteten igen.

Detsamma kommer att hända om trycket sänks, bara den plats där ångdensiteten ökar kommer att minska den. Detta beror på förångningens acceleration. Men processen fortsätter tills alla processer är helt normaliserade.

Och även volymen av ånga påverkar inte sitt tryck på något sätt. Detta beror på att volymen inte påverkar densiteten. Och enligt formeln är densiteten och trycket ömsesidigt i detta fall. Från detta och denna dom följer.

Effekt av temperatur på densitet

De termofysiska egenskaperna hos vatten och ånga medför också att med samma volym vatten ökar densiteten med uppvärmning och tvärtom minskar med minskande temperatur.

När temperaturen stiger, ökar förångningsförfarandet många gånger. Och som i det föregående exemplet bryts den dynamiska jämvikten på grund av överdrivet avdunstning, men bara ett tag. Förr eller senare normaliseras förångnings- och kondensationsprocesserna igen.

På liknande sätt uppträder när temperaturen faller. Endast i detta fall minskar indunstningshastigheten, och kondensationen fortsätter tills det finns en balans mellan dem. Men det här förstås naturligtvis med ett mindre antal ånga.

Utgående från detta kan det sägas att Charles lagen med mättad ånga inte fungerar. Så det beror på att när vattnet upphettas och kyls förändras dess massa, vilket i sin tur betyder att funktionen inte är linjär.

Tryck mot temperatur

Fortsatt detta ämne är det värt att nämna ett annat förhållande. Faktum är att med ökande temperatur ökar ångtrycket flera gånger snabbare. I själva verket observeras detta beroende med densitet, men denna slutsats dras av det faktum att densiteten och trycket är inbördes relaterade värden i den presenterade formeln.

Beroendet av tryck på temperaturen kan inte särskiljas från en idealgaslag, eftersom beroendet är exponentiellt.

Luftfuktighet

Det är dags att prata om luftfuktigheten. Luft kallas våt när det innehåller ånga. Och det är uppenbart att detta beroende är direkt proportionellt. Det är desto mer ånga är desto fuktigare luften.

Det finns också begreppet " absolut fuktighet " - detta är ett fenomen när det skapade trycket i luften är lika med ångtrycket. Detta fenomen fungerar också med ångdensiteten.

Relativ fuktighet avser förhållandet av absolut luftfuktighet i luften till trycket av mättad ånga, förutsatt att temperaturen är densamma.

Psychrometer är en anordning för mätning av luftfuktighet. Den består av två termometrar, endast en av dem är insvept i en fuktig trasa. Principen för sitt arbete är att med en låg fuktighet avdunstar vävnaden från vävnaden snabbare, varigenom den inkapslade termometern kyles signifikant. Mot bakgrund av detta uppträder en skillnad i läsningarna mellan de två instrumenten. Baserat på detta beräknas redan luftens fuktinnehåll.