Dlaczego mokre powietrze jest łatwiejsze?

Rozważ poniższy przykład. Oczywiście chcę powiedzieć, że mokre powietrze jest cięższe, ponieważ, w przeciwieństwie do suchego, istnieją również cząsteczki wody. Jeśli jednak mówimy o tej samej temperaturze i nacisku, prawo Dalton mówi: Co jeśli dodasz parę wodną w suchym powietrzu, a jego ciśnienie wzrośnie. Tak, że ciśnienie mokrego powietrza jest równe nacisku suchego, konieczne jest zmniejszenie liczby cząsteczek powietrza w wilgotnym powietrzu, a odpowiedź na pytanie porównywania mas suchego i mokrego powietrza nie jest tak prymitywny.

Dlatego starajmy się stosować przepisy Klapaiona Mendeleeva i Dalton, porównaj masę suchego i wilgotnego powietrza. Ciśnienie suchego powietrza, który zajmuje objętość V, jest określony przez prawo Klapaiona MendeleEV

(jeden)

gdzie n jest liczbą cząsteczek powietrza - t - jego temperatura. Ciśnienie mokrego powietrza w tej samej objętości w tej samej temperaturze jest określone przez prawo Dalton

(2)

gdzie n jest liczbą cząsteczek powietrza - t - woda. Z porównania formuł (1) i (2) widzimy, że z tym samym ciśnieniem, objętością i temperaturą, suchym i wilgotnym powietrzem zawiera taką samą liczbę cząsteczek. Dlatego porównanie mas suchego i mokrego powietrza jest określane przez porównanie masy jednej cząsteczki powietrza i jednej cząsteczki wody. Oczywiście taki obiekt jako "cząsteczkę powietrza" w ogóle nie istnieje, ponieważ powietrze jest mieszaniną różnych gazów, największa ilość, w której przedstawiono atmosferę azotu, tlenu, argonu i dwutlenku węgla. Jednak koncepcja średniej molowej masy powietrza można wprowadzić, a ta średnia masa molowa wynosi 29 g / mol. Dlatego możemy założyć, że masa jednej "średniej" cząsteczki powietrza wynosi 29.MI.M. Masa jednej cząsteczki wody wynosi 18.MI.M. Z tych liczb wynika z tego, że mokre powietrze jest lżejsze sucho w tych samych temperaturach i ciśnieniach.

Trochę o wilgotności powietrza

Na ziemi wiele otwartych zbiorników, z powierzchni, z której woda odparowuje: oceany i morze zajmują około 80% powierzchni Ziemi. Dlatego w powietrzu zawsze jest para wodna.

Jest lżejszy niż powietrze, ponieważ masa molowa wody (18 * 10^-3 kg kret^-jeden) mniej masy molowej azotu i tlenu, z których polega na głównie powietrze. Dlatego wznosi się parę wodną. W tym przypadku rozszerza się, ponieważ ciśnienie jest niższe w górnych warstwach atmosfery niż powierzchnia ziemi. Proces ten może być w przybliżeniu uznany za adiabatyczny, ponieważ w momencie wystąpienia, para wymiany ciepła z otaczającym powietrzem nie ma czasu.

Jak zobaczymy dalej, gdy zostanie schłodzony do pewnej temperatury, która nazywa się punkt rosy, pary wodna zaczyna się skraplać, zbierając się w małych kropelkach wodnych. Więc powstają chmury.

Nie spadają, ponieważ łączenie łączenia powietrza jest nasączone w Wniebowstąpienie. Ale kiedy krople w chmurach stają się zbyt duże, zaczynają spadać: pada deszcz.

Zawartość pary wodnej w powietrzu często charakteryzuje się ciśnieniem, co miałby, gdyby nie było innych gazów. Nazywa się częściową ciśnieniem pary wodnej. ("Częściowy" przetłumaczony z łacińskiej oznacza "częściowy".)

Czujemy się komfortowo, gdy ciśnienie pary wodnej w temperaturze pokojowej (20 ° C) wynosi około 1,2 kPa.

Wilgotność względna powietrza φ nazywana jest wyraźna w procentach ciśnienia częściowego pary wodnej do ciśnienia p_N Para nasycona w tej samej temperaturze:

φ = (P / p_N) * 100%.

Wygodne warunki dla ludzi odpowiadają wilgotności względnej 50-60%. Jeśli wilgotność względna jest znacznie mniejsza, powietrze wydaje nam się suche, a jeśli więcej - mokro. Gdy wilgotność względna zbliża się do 100%, powietrze jest postrzegane jako surowe. Kałuże nie wysychają, ponieważ procesy odparowania wody i kondensacji para kompensują się nawzajem.

Dla osoby, wartość wilgotności jest bardzo ważnym parametrem środowiska, t. do. Nasze ciało reaguje bardzo aktywnie do jego zmian. Na przykład, taki mechanizm regulacji funkcjonowania ciała, jako pocenie się, bezpośrednio związany z temperaturą i wilgotnością środowiska. Przy wysokiej wilgotności, procesy odparowania wilgoci z powierzchni skóry są praktycznie zrekompensowane przez procesy kondensacji, a rozpraszanie ciepła jest zakłócane z organizmu, co prowadzi do zaburzeń termoregulacji. Dzięki niskiej wilgotności procesy odparowania wilgoci przeważają nad procesami kondensacyjnymi, a ciało traci zbyt dużo płynu, co może prowadzić do odwodnienia.

Wielkość wilgotności jest ważna nie tylko dla człowieka i innych żywych organizmów, ale także na przepływ procesów technologicznych. Na przykład, ze względu na znane właściwości wody, jego prąd elektryczny jest przeprowadzany w powietrzu, może poważnie wpłynąć na prawidłowe działanie większości urządzeń elektrycznych.

Ponadto koncepcja wilgotności jest najważniejszym kryterium do oszacowania warunków pogodowych, które wszyscy są znani prognozom pogody. Warto zauważyć, że jeśli porównamy wilgotność w różnych porach roku w naszych zwykłych warunkach klimatycznych, jest wyższy w lato i poniżej w zimie, co jest związane, w szczególności, z intensywnością procesów parowania w różnych temperaturach.

Tak więc o wilgotności względnej sędziów powietrza, ile pary wodnej w powietrzu jest blisko nasycenia.

Jeśli powietrze z nienasyconą wodą pary w nim jest izotermicznie skompresowany, zwiększy to zarówno ciśnienie powietrza, jak i ciśnienie nienasyconej pary. Ale ciśnienie pary wodnej wzrośnie tylko do czasu nasycenia!

Z dalszym zmniejszeniem objętości ciśnienia powietrza będzie nadal wzrastać, a ciśnienie pary wodnej będzie stała - pozostanie równa tłumieniu nasyconej pary w danej temperaturze. Nadmiar para jest skondensowana, to znaczy zamieni się w wodę.