НАСЫЩЕННЫЙ ПАР ВЛАЖНОСТЬ ВОЗДУХА автор: Агафонова Валентина Трофимовна, учитель физики МОУ СОШ13 Г.Королёв

Парообразование – процесс превращения жидкости в пар Испарение - парообразование, происходящее с поверхности жидкости Кипение – парообразование, происходящее по всему объему жидкости особенности 1. Происходит при любой температуре 2. Происходит тем быстрее: Чем выше температура Чем больше площадь испаряющейся поверхности Чем сильнее движение воздуха (ветер) Чем более летучей является жидкость 1.Жидкость (при нормальном атмосферном давлении) кипит при определенной температуре, называемой температурой кипения 3. При испарении температура уменьшается 2. При кипении температура жидкости остается постоянной отличия 3 2 1

Процессы, происходящие в закрытом сосуде Процесс испарения, скорость которого постепенно уменьшается Процесс конденсации, скорость которого постепенно возрастает С течением времени в сосуде устанавливается динамическое равновесие ( число молекул, покидающих жидкость в единицу времени, равно числу молекул, возвращающихся в жидкость) Пар, находящийся в состоянии динамического равновесия со своей жидкостью, называется НАСЫЩЕННЫМ

Рассмотрим для простоты наш класс. В какой его части сосредоточен холодный воздух, а в какой теплый? теплый холодный Почему теплый воздух всегда находится вверху в то время, как холодный опускается вниз? Это связано с различной плотностью: плотность теплого воздуха меньше, чем холодного, поэтому, он всегда поднимается вверх в то время, как холодный опускается вниз

В каком из сосудов самая высокая и самая низкая температура? ( при прочих равных условиях) 123 Самая низкая – в сосуде 1, т.к. плотность воздуха самая большая Самая высокая в сосуде 3, т.к. плотность воздуха самая маленькая В сосуды наливают воду и герметично закрывают. В каком из них по истечение некоторого времени сможет содержаться большее количество водяного пара? В 3, т.к в нем больше свободного места В каком из сосудов будет больше плотность водяного пара? ВЫВОД: Чем выше температура, тем большее количество жидкости может содержаться в виде пара в воздухе, т.е. тем больше плотность водяного пара.

Изотермическое расширение (сжатие) насыщенного пара Т = const При данной температуре максимальную плотность имеет насыщенный пар ρ н.п – max Концентрация частиц в воздухе максимальна n = N V = const Концентрация не зависит от объема если V, то и N p = n k T Т = constn = const р н.п = const ВЫВОД:При изотермическом расширении или сжатии давление насыщенного пара не меняется, его плотность также остается постоянной При Т = С р н.п = Па

Изотермическое сжатие V значит, N Число молекул пара уменьшается, но растет число молекул жидкости. Масса жидкости возрастает Изотермическое расширение V,значит, N Число молекул пара растет, масса жидкости уменьшается. р = const, пока вся жидкость не испарится. После этого пар перестает быть насыщенным, и его давление уменьшается

Зависимость давления насыщенного пара от температуры p T А В газ пар Идеальный газНасыщенный пар p = n k T n = const Давление растет только за счет роста температуры (изохора) n = const Давление растет: за счет роста концентрации за счет роста температуры ВЫВОД: С ростом температуры давление насыщенного пара растет быстрее, чем идеального газа, т.к. увеличивается еще и концентрация молекул. C ВС – пар перестает быть насыщенным и его давление растет пропорционально температуре

Атмосферное давление р 0 Давление жидкости p = ρgh Давление насыщенного пара Рассмотрим условие кипения Кипение начинается, когда давление насыщенного пара в пузырьках сравнивается с давлением в жидкости р н.п = р 0 + ρgh Т.о., при увеличении внешнего давления, обязательным условием кипения будет рост давления насыщенного пара в пузырьке, а, следовательно, и рост температуры кипения. Именно поэтому, чем выше давление насыщенного пара, тем меньшая температуря требуется для кипения жидкости р вн р н.п Т кип Вода р н.п.= Па Т кип = С Ртуть р н.п. = 117 Па Т кип = С

ВЛАЖНОСТЬ ВОЗДУХА Содержание водяного пара в воздухе АБСОЛЮТНАЯОТНОСИТЕЛЬНАЯ ρ - количество водяного пара, содержащегося в 1 м 3 воздуха При понижении температуры плотность насыщенного пара уменьшается, лишняя влага выпадает в виде росы (тумана, инея) Температура, при которой пар становится насыщенным, называется точкой росы φ - относительная влажность воздуха - показывает, как далек пар от насыщения (%) φ = р р н.п. = ρ ρ н.п. φ = 100 % φ абс. сух. = 0 % Приборы: психрометр гигрометры Давление, которое производил бы водяной пар, если бы другие газы отсутствовали, называют парциальным давлением водяного пара

ПОДУМАЙТЕ 1. Давление насыщенного пара при нагревании возрастает гораздо быстрее, чем давление идеального газа Почему? 2. В теплой кухне развешено выстиранное белье. На улице моросит холодный осенний дождь. Будет ли белье сохнуть быстрее, если открыть форточку? 3. Насыщенный водяной пар находится при температуре С. Как изменится давление пара, если его объем изотермически уменьшить вдвое? 4. На какую высоту можно поднять кипящую воду поршневым насосом? Считать, что вода при подъеме не остывает. 5. Воздух в сосуде содержит ненасыщенный водяной пар. Как будет изменяться относительная влажность воздуха при нагревании сосуда.

ЛИТЕРАТУРА 1.Г.Я. Мякишев, Б.Б.Буховцев. Н.Н.Сотский «ФИЗИКА 10» М.Просвещение, 2004 г. 2.Л.А.Кирик МКТ. Свойства газов. Законы термодинамики Пары, жидкости, твердые тела. Самостоятельные и контрольные работы. Москва. Илекса г.