Propiedades termofísicas dos vapores

Cando unha cunca de auga está de pé durante moito tempo, entón ao final, toda a auga simplemente se evaporará nel. Neste artigo, imos falar de por que isto acontece, e discutir as propiedades dos vapores.

Evaporación e condensación

As moléculas de auga móvense a diferentes temperaturas a diferentes temperaturas. Por suposto, a maioría adhírese a un único valor de velocidade, pero nalgúns deles os indicadores son significativamente diferentes.

Baixo estas condicións, unha das moléculas máis rápidas chega á superficie libre de auga.

A superficie libre de auga é a fronteira onde o líquido entra en contacto co aire. Despois de bater alí, a molécula pode superar a atracción doutras moléculas máis lentas e saír da auga. Este proceso chámase evaporación. As moléculas que voan fóra de auga son convertidas en vapor. Agora imos pasar á terminoloxía.

Evaporación: transformación de auga en vapor. Este proceso só pode ter lugar no bordo co aire.

As propiedades do vapor de auga tamén significan que tras un determinado período de tempo a molécula pode volver á auga. Isto chámase condensación.

A condensación é un fenómeno oposto á evaporación.

Balance dinámico

As propiedades dos vapores varían, e agora falaremos sobre un destes.

Discutir anteriormente o que se fai cando a molécula sae do líquido, pero o exemplo foi levado cun vaso aberto de auga. Agora falaremos do que sucederá se a cunca está pechada. Neste caso, a densidade de vapor sobre a auga aumentará. Debido a isto, as partículas evitarán que o outro deixe o límite co aire, polo que o proceso de evaporación diminuirá. Ao mesmo tempo, a taxa de condensación aumentará, xa que debido á acumulación de vapor, a cantidade de moléculas convertidas de novo en auga será maior.

Antes ou despois, nas circunstancias dadas, a taxa de condensación é igual á taxa de evaporación. Estas propiedades de auga e vapor chámanse equilibrio dinámico .

O equilibrio dinámico é cando, ao mesmo tempo, o número de moléculas que se converteron en vapor equivale ao número de moléculas que pasaron ao auga. A partir disto, séguese que o volume de auga non diminuirá, así como a cantidade de vapor. Isto significa que o vapor volveuse "saturado".

O vapor saturado é cando está nun equilibrio dinámico coa auga da que sae. Do mesmo xeito, o vapor que non se atopa nun estado de equilibrio dinámico chámase insaturado.

As propiedades dos vapores significan que o vapor saturado sempre ten un maior valor de presión e densidade que o vapor insaturado. Isto é así porque o vapor saturado ten o valor máximo de presión e densidade. Na física, estas cantidades son denominadas como p e _n, respectivamente.

Propiedades de vapor saturado

Segue a información anterior que o estado do vapor saturado pode ser descrito pola mesma ecuación que o estado dun gas ideal. Como mínimo, obsérvase a relación entre densidade e presión.

As propiedades do auga e do vapor de auga son sorprendentes, polo menos por iso. E este feito, sobre a semellanza dun vapor saturado cun gas ideal, foi probado experimentalmente. É sorprendente porque as propiedades do vapor difieren significativamente das propiedades dos gases ideais. Cómpre mencionar as principais diferenzas entre eles.

Dependencia da densidade na temperatura

Paga a pena inicialmente facer unha observación e dicindo que usando a palabra "pares", significa "vapor saturado". Así, as propiedades termofísicas do vapor implican que a súa densidade á mesma temperatura non depende do volume. Así, se a presión artificial se crea nun recipiente selado, a densidade de vapor aumentará por algún tempo. E tamén a condensación acelerarase e ás veces superará o proceso de evaporación. Isto continuará ata que se produza un equilibrio dinámico. Coa súa aparición, a densidade normaliza nuevamente.

O mesmo ocorrerá se a presión baixa, só o lugar onde aumenta a densidade de vapor diminuirá. Isto é debido á aceleración da evaporación. Pero este proceso continuará ata que todos os procesos estean completamente normalizados.

E tamén o volume de vapor non inflúe de ningún xeito na súa presión. Isto é así porque o volume non afecta a densidade. E segundo a fórmula, a densidade e a presión son recíprocas neste caso. A partir deste e este xuízo segue.

Efecto da temperatura na densidade

As propiedades termofísicas de auga e vapor tamén implican que, co mesmo volume de auga, a súa densidade aumenta coa calefacción e, pola contra, diminúe coa temperatura decrecente.

Cando a temperatura sobe, o proceso de evaporación aumenta moitas veces. E como no exemplo anterior, o equilibrio dinámico é violado, debido á evaporación excesiva, pero só por un tempo. Antes ou despois os procesos de evaporación e condensación volven a normalizar.

Do mesmo xeito ocorre cando a temperatura cae. Só neste caso a taxa de evaporación diminuirá, e a condensación continuará ata o momento no que se produza un equilibrio entre eles. Pero, por suposto, isto ocorre cunha menor cantidade de vapor.

A partir disto, pódese afirmar que a lei de Charles con vapor saturado non funciona. Polo tanto, isto ocorre porque cando a auga se quenta e refreda, os seus cambios de masa e isto, á súa vez, significa que a función non é lineal.

Presión versus temperatura

Continuando este tema, vale a pena mencionar outra relación. O feito é que, coa temperatura crecente, a presión de vapor aumenta varias veces máis rápido. De feito, esta dependencia obsérvase con densidade, pero esta conclusión extraeuse do feito de que a densidade e a presión son valores interrelacionados na fórmula presentada.

A dependencia da presión sobre a temperatura non se pode distinguir da lei dun gas ideal, xa que a dependencia presentada é exponencial.

Humidade do aire

É hora de falar sobre a humidade. O aire chámase mollo cando contén vapor. E está claro que esta dependencia é directamente proporcional. É dicir, canto máis vapor, o aire máis húmido.

Tamén hai o concepto de " humidade absoluta ": este é un fenómeno cando a presión creada no aire é igual á presión de vapor. Este fenómeno tamén funciona coa densidade de vapor.

A humidade relativa refírese á proporción de humidade absoluta no aire á presión do vapor saturado, sempre que a temperatura sexa igual.

Psicrometro é un dispositivo para medir a humidade do aire. Consta de dous termómetros, só un deles está envolto nun pano húmido. O principio do seu traballo é que con unha baixa evaporación de humidade do tecido flúe máis rápido, polo que o termómetro encravado é significativamente arrefriado. En vista diso, aparece unha diferenza nas lecturas entre os dous instrumentos. Con base nisto, o contido de humidade do aire xa está calculado.