Prečo je mokrý vzduch jednoduchší?

Zvážte nasledujúci príklad. Samozrejme, chcem povedať, že mokrý vzduch je ťažší, pretože na rozdiel od suchého, existujú aj molekuly vody. Avšak, ak hovoríme o tej istej teplote a tlaku, Dalton zákon hovorí: Čo ak pridáte vodný pár v suchom vzduchu, potom sa jeho tlak zvýši. Aby sa tlak vlhkého vzduchu rovný tlaku suchého, je potrebné znížiť počet molekúl vzduchu vo vlhkom vzduchu, a odpoveď na otázku porovnávania masy suchého a mokrého vzduchu nie je tak primitívny.

Poďme teda úhľadne používať zákony Klapairone Mendeleev a Dalton, porovnajte hmotnosť suchého a mokrého vzduchu. Tlak suchého vzduchu, ktorý zaberá objem V, je určený zákonom Klapairone MendeleEEV

(jeden)

kde n je počet molekúl vzduchu - t - jeho teplota. Tlak mokrého vzduchu v rovnakom objeme pri rovnakej teplote je určený zákonom DALTON

(2)

kde n je počet molekúl vzduchu - t - voda. Z porovnania vzorcov (1) a (2) vidíme, že s rovnakým tlakom, objemom a teplotou, suchý a vlhký vzduch obsahuje rovnaký počet molekúl. Preto je porovnanie hmotnosti suchého a mokrého vzduchu stanovené porovnaním hmoty jednej molekuly vzduchu a jednej molekuly vody. Samozrejme, takýto predmet ako "molekula vzduchu" vo všeobecnosti neexistuje, pretože vzduch je zmes rôznych plynov, najväčšie množstvo, v ktorom sú prezentované dusík, kyslík, argón a oxid uhličitý. Môže sa však zaviesť koncepcia strednej molárnej hmotnosti vzduchu a táto priemerná molárna hmotnosť sa rovná 29 g / mol. Preto môžeme predpokladať, že hmotnosť jednej "priemernej" molekuly vzduchu je 29 a.E.M. Hmotnosť jednej molekuly vody je 18 a.E.M. Z týchto čísel vyplýva, že mokrý vzduch je ľahší suchý pri rovnakých teplotách a tlakoch.

Trochu o vlhkosti vzduchu

Na Zemi, mnoho otvorených zásobníkov, z povrchu, z ktorých sa voda odparuje: oceány a more zaberajú približne 80% povrchu Zeme. Preto sú vo vzduchu vždy vodná para.

Je ľahší ako vzduch, pretože molárna hmotnosť vody (18 * 10^-3 kg mol^-jeden) Menej molárnej hmotnosti dusíka a kyslíka, z ktorých vzduch skladá hlavne. Preto sa vodná para zvyšuje. V tomto prípade sa rozširuje, pretože tlak je nižší v horných vrstvách atmosféry ako povrch Zeme. Tento proces môže byť približne považovaný za adiabatický, pretože v priebehu času, kým sa nenastane, dvojica výmeny tepla s okolitým vzduchom nemá čas.

Ako uvidíme ďalej, keď sa ochladí na určitú teplotu, ktorá sa nazýva rosný bod, vodná para začne kondenzovať, zhromažďovať v malých kvapkách vody. Takže sa vytvárajú mraky.

Nespadajú, pretože uplink vzduchu je nasiaknutý v vzostupu. Ale keď kvapky v oblakoch sa stávajú príliš veľkými, začnú klesať: prší.

Obsah vodnej pary vo vzduchu je často charakterizovaný tlakom, ktorý by mal, ak by neexistovali žiadne iné plyny. Nazýva sa čiastočný tlak vodnej pary. ("Čiastočné" preložené z latinčiny znamená "čiastočné".)

Cítime sa pohodlne, keď tlak vodnej pary pri teplote miestnosti (20 ° ºС) je približne 1,2 kPa.

Relatívna vlhkosť vzduchu φ sa nazýva v percentách čiastočného tlaku P vodnej pary na tlak p_N Nasýtený pár pri rovnakej teplote:

φ = (p / p_N) * 100%.

Pohodlné podmienky pre ľudí zodpovedajú relatívnej vlhkosti 50-60%. Ak je relatívna vlhkosť výrazne menej, zdá sa, že vzduch nám suchý a ak je viac - mokrý. Keď sa relatívna vlhkosť približuje 100%, vzduch je vnímaný ako surový. Kúpeľ nevysávajú, pretože procesy odparovania vody a kondenzácie pár kompenzujú navzájom.

Pre osobu je hodnota vlhkosti veľmi dôležitým parametrom životného prostredia, t. na. Naše telo reaguje veľmi aktívne na jeho zmeny. Napríklad takýto mechanizmus na reguláciu fungovania tela, ako potenie, priamo súvisiace s teplotou a vlhkosťou životného prostredia. S vysokou vlhkosťou sú procesy odparovania vlhkosti z povrchu kože prakticky kompenzované procesmi jeho kondenzácie a rozptyl tepla je narušený z tela, čo vedie k poruchám termoregulácie. Pri nízkej vlhkosti, procesy odparovania vlhkosti prevládajú nad kondenzačnými procesmi a telo stráca príliš veľa tekutiny, čo môže viesť k dehydratácii.

Veľkosť vlhkosti je dôležitá nielen pre človeka a iné živé organizmy, ale aj pre tok technologických procesov. Napríklad v dôsledku dobre známych vlastností vody sa jeho elektrický prúd vykonáva vo vzduchu, môže vážne ovplyvniť správnu prevádzku väčšiny elektrických spotrebičov.

Okrem toho je koncepcia vlhkosti najdôležitejším kritériom pre odhad poveternostných podmienok, ktoré je každý známy prognózam počasia. Stojí za zmienku, že ak porovnáme vlhkosť v rôznych časoch roka v našich zvyčajných klimatických podmienkach, je vyššia v lete a nižšie v zime, ktorá je spojená, najmä s intenzitou procesov odparovania pri rôznych teplotách.

Takže, o relatívnej vlhkosti vzduchu sudcovia, koľko vodnej pary vo vzduchu je blízko sýtosti.

Ak je vzduch s nenasýtenou vodou parou v ňom je izotermicky stlačený, zvýši tlak vzduchu a tlak nenasýteného páru. Tlak vody sa však zvýši, až kým sa nebude nasýtený!

S ďalším poklesom objemu tlaku vzduchu sa bude naďalej zvyšovať, a tlak vodnej pary bude konštantný - zostane rovná nasýtenému páru tlaku pri danej teplote. Nadbytok pár je kondenzovaný, to znamená, že sa zmení na vodu.