Автор
Чивилев Виктор Иванович 1172 статьи

§10. Насыщенный пар. Кипение. Влажность

 

Насыщенным  (насыщающим) паром

называется пар, находящийся в динамическом равновесии со своей жидкостью: скорость испарения равна скорости конденсации.

Давление и плотность насыщенного пара для данного вещества зависят от его температуры и увеличиваются при увеличении температуры.


Условие кипения жидкости – это условие роста пузырьков насыщенного пара в жидкости. Пузырёк может расти, если давление насыщенного пара внутри него будет не меньше внешнего давления. Итак,

жидкость кипит при той температуре, при которой давление её насыщенных паров равно внешнему давлению.

Приведём полезный пример.

Пример

Известно, что при нормальном атмосферном давлении `p_0~~10^5  "Па"` вода кипит при `100^@"C"`. Это означает, что давление насыщенных паров воды при `100^@"C"`  равно `p_0~~10^5  "Па"`.

Пары воды в атмосферном воздухе обычно ненасыщенные. Абсолютной влажностью воздуха называется плотность водяных паров `rho`. Относительной влажностью воздуха называется величина

`varphi=p/p_"нас"`.                                                                 (24)

Здесь `p` – парциальное давление паров воды при данной температуре в смеси воздух – пары воды, `p_"нас"` – парциальное давление насыщенных водяных паров при той же температуре. Опыт показывает, что `p_"нас"` зависит только от температуры и не зависит от плотности и состава воздуха.

Если пар считать идеальным газом, то `p=rho/muRT`, `p_"нас"=(rho_"нас")/muRT`,

где `rho` и `rho_"нас"` – плотности ненасыщенного и насыщенного водяного пара, `mu=18  "г"//"моль"`. Деление одного уравнения на другое даёт `p/p_"нас"=rho/rho_"нас"`. Итак,

                    `varphi=p/p_"нас"~~rho/rho_"нас"`.                                                                        (25)

Задача 12

Воздух имеет температуру `60^@"C"` и абсолютную влажность `50  "г"//"м"^3`. Какой будет абсолютная влажность этого воздуха, если температура понизится до  `10^@"C"`? Известно, что при `10^@"C"` давление насыщенного пара воды `p=1230  "Па"`.

Решение

При `10^@"C"` `(T=283  "К")` плотность насыщенных паров воды

`rho=(mup)/(RT)=9,4*10^(-3)  "кг"//"м"^3=9,4  "г"//"м"^3`.

Эта величина меньше, чем `50  "г"//"м"^3`. Поэтому часть пара сконденсируется, и абсолютная влажность будет `9,4  "г"//"м"^3`.