Фізика — 11 клас
Випар і конденсація. Насичені й ненасичені пари. Вологість повітря. Вимір вологості повітря.
Випар — паротворення, що відбувається при будь-якій температурі з вільної поверхні рідини. Нерівномірний розподіл кінетичної енергії молекул при тепловому русі приводить до того, що при будь-якій температурі кінетична енергія деяких молекул рідини або твердого тіла може перевищувати потенційну енергію їхнього зв’язку з іншими молекулами. Більшою кінетичною енергією володіють молекули, що мають більшу швидкість, а температура тіла залежить від швидкості руху його молекул, отже, випар супроводжується охолодженням рідини. Швидкість випару залежить: від площі відкритої поверхні, температури, концентрації молекул поблизу рідини. Конденсація — процес переходу речовини з газоподібного стану в рідке.
Випар рідини в закритій посудині при незмінній температурі приводить до поступового збільшення концентрації молекул паркої речовини в газоподібному стані. Через якийсь час після початку випару концентрація речовини в газоподібному стані досягне такого значення, при якому число молекул, що вертаються в рідину, стає рівним числу молекул, що залишають рідину за те ж час. Установлюється динамічна рівновага між процесами випару й конденсації речовини. Речовина в газоподібному стані, що перебуває в динамічній рівновазі з рідиною, називають насиченою парою. (Пором називають сукупність молекул, що покинули рідину в процесі випару.) Пара, що перебуває при тиску нижче насиченого, називають ненасиченим.
Внаслідок постійного випару води з поверхонь водойм, ґрунту й рослинного покриву, а також подиху людини й тварин в атмосфері завжди втримується водяна пара. Тому атмосферний тиск являє собою суму тиску сухого повітря й водяної пари, що перебуває в ньому. Тиск водяної пари буде максимальним при насиченні повітря пором. Насичена пара на відміну від ненасиченого не підкоряється законам ідеального газу. Так, тиск насиченої пари не залежить від обсягу, але залежить від температури. Ця залежність не може бути виражена простою формулою, тому на основі експериментального вивчення залежності тиску насиченої пари від температури складені таблиці, по яких можна визначити його тиск при різних температурах.
Тиск водяної пари, що перебуває в повітрі при даній температурі, називають абсолютною вологістю, або пружністю водяної пари. Оскільки тиск пари пропорційно концентрації молекул, можна визначити абсолютну вологість як щільність водяної пари, що перебуває в повітрі при даній температурі, виражену в кілограмах на метр кубічний (р).
Більшість явищ, спостережуваних у природі, наприклад швидкість випару, висихання різних речовин, зів’янення рослин, залежить не від кількості водяної пари в повітрі, а від того, наскільки ця кількість близько до насичення, тобто від відносної вологості, що характеризує ступінь насичення повітря водяною парою. При низькій температурі й високій вологості підвищується теплопередача й людина піддається переохолодженню. При високих температурах і вологості теплопередача, навпаки, різко скорочується, що веде до перегрівання організму. Найбільш сприятливої для людини в середніх кліматичних широтах є відносна вологість 40-60%. Відносною вологістю називають відношення щільності водяної пари (або тиску), що перебуває в повітрі при даній температурі, до щільності (або тиску) водяної пари при тій же температурі, виражене у відсотках, тобто
Відносна вологість коливається в широких межах. Причому добовий хід відносної вологості обратен добовому ходу температури. Удень, зі зростанням температури й, отже, з ростом тиску насичення, відносна вологість убуває, а вночі зростає. Те саме кількість водяної пари може або насичувати, або не насичувати повітря. Знижуючи температуру повітря, можна довести пара, що перебуває в ньому, до насичення. Крапкою роси називають температуру, при якій пара, що перебуває в повітрі, стає насиченим. При досягненні крапки роси в повітрі або на предметах, з якими він стикається, починається конденсація водяної пари. Для визначення вологості повітря використовуються прилади, які називаються гігрометрами й психрометрами
Потрібний кухні із пластику.