От какво зависи наситената пара? Определете: наситена пара, мокра пара, суха пара, прегрята пара

ОБРАЗУВАНЕ НА ПАРА.

НАСИТЕНА И НЕНАСИТЕНА ПАРА.

1. Изпаряване.

Между молекулите на веществото в течно или твърдо състояние действат сили на привличане. За твърдоте са достатъчно големи. Това води до факта, че молекулите на твърдо вещество са неактивни, те могат само да се колебаят около равновесното си положение. В течността молекулите не се привличат толкова силно една към друга; те могат да се движат на къси разстояния и да прескачат в съседни равновесни позиции. Въпреки това, в резултат на обмен на енергия по време на сблъсъци на молекули или в резултат на доставка на енергия отвън, всяка отделна молекула може да получи такова количество кинетична енергия, което ще й позволи да преодолее привличащите сили на съседни молекули и напускат повърхността на течност или твърдо вещество. Някои от тези молекули, загубили енергията си, се връщат обратно в течността или твърдото вещество, но най-енергийните, които са успели да се преместят на разстояние от около 10 -9 m, където силите на привличане практически вече не действат, стават Безплатно.

Преминаването на вещество от твърдо или течно състояние в газообразно състояние се нарича изпаряване, и колекцията от молекули на вещество, които са напуснали повърхността на течност или твърдо вещество, се нарича фериботот това вещество.

Най-често изпарението се отнася до прехода на вещество в газообразно състояние от течност. Нарича се изпаряване, възникващо от твърдо състояние сублимацияили сублимация.

Изпаряването от течно състояние се разделя на изпарениеИ кипене.

2. Изпарение и неговата интензивност.

Изпарениее изпаряване, което се случва при всяка температура само от свободната повърхност на течност във въздух или вакуум, придружено от намаляване на температурата на течността.

Механизмът на изпаряване и произтичащото от това охлаждане на течността може да се обясни от гледна точка на MCT.

Както бе споменато по-горе, само онези молекули напускат повърхността на течност, чиято кинетична енергия надвишава стойността на работата, необходима за преодоляване на силите на молекулярно привличане от съседни молекули и освобождаването на молекулата от повърхността на течността във въздуха. Тази работа се нарича работна функция. В резултат на това средната кинетична енергия на останалите молекули намалява и съответно температурата на течността намалява.

Интензивността на изпарението зависи от няколко фактора:

върху температурата на течността;

върху свободната повърхност;

върху скоростта на отстраняване на парите от повърхността на течността;

от външен натиск;

в зависимост от вида на течността.

Колкото по-висока е температурата, толкова по-голяма е свободната повърхност, толкова по-голяма е скоростта на отстраняване на парите от повърхността на течността, толкова по-ниско е външното налягане, толкова по-интензивно е изпарението.

Процесът на преминаване на веществото от газообразно състояние в течно или твърдо състояние се нарича кондензация.

3. Наситени и ненаситени двойки.

Да разгледаме два съда с течност - единият е отворен, другият е затворен с капак. И в двата съда се получава както изпаряване на течността, така и кондензация на пара.

В първия случай обаче изпарението преобладава над кондензацията, тъй като молекулите на течността имат възможност да напуснат пределите на съда и няма да се върнат обратно в течността, а на тяхно място от повърхността на течността излизат други молекули. във въздуха. Броят на молекулите N 1, напускащи повърхността за 1 s, надвишава броя на молекулите N 2, които се връщат обратно. Ако процесът на изпаряване преобладава над процеса на кондензация, тогава получената пара се нарича ненаситени.

В херметически затворен съд първоначално броят на молекулите N 1, напускащи повърхността за 1 s, надвишава броя на молекулите N 2, които се връщат обратно. Следователно плътността на парите над повърхността на течността, както и нейното налягане се увеличават. Но с увеличаване на плътността и налягането, броят на молекулите, които се връщат в течността в рамките на 1 секунда, се увеличава. След известно време скоростите на изпарение и кондензация се изравняват, т.е. броят на молекулите N 1, напускащи течността, е равен на броя на връщащите се N 2 . Твърди се, че е установено динамично равновесие между парата и нейната течност.

Пара в състояние на динамично равновесиес неговата течност се нарича богат.

4. Варене.

Кипенето е образуването на пара, което възниква както от повърхността, така и в целия обем на течността при постоянна температура.

Механизмът на кипене може да се обясни по следния начин.

По стените на съда винаги има мехурчета адсорбиран газ. В допълнение, течността винаги съдържа определено количество разтворен газ (въздух), чиято степен на разтваряне намалява с повишаване на температурата и който при нагряване също започва да се отделя под формата на мехурчета. Течността се изпарява вътре в мехурчетата. Следователно, в допълнение към въздуха, вътре в мехурчетата има наситена пара, налягането й се увеличава с повишаване на температурата. В резултат на това мехурчетата се подуват. Силата на Архимед, действаща върху мехурчетата, става по-голяма от тяхната гравитация и те започват да плават. По-нататъшното поведение на мехурчетата зависи от това колко гореща е течността.

Ако течността все още не е равномерно нагрята и горните й слоеве са по-студени от долните, тогава, когато мехурчетата изплуват нагоре, парата вътре в тях се кондензира и налягането вътре в мехурчетата намалява. В резултат на това обемът на мехурчетата намалява. Архимедовата сила, която зависи от обема на мехурчетата, също става по-малка, движението на мехурчетата нагоре се забавя и преди да достигнат повърхността на течността, мехурчетата изчезват.

Ако течността се нагрява равномерно, тогава когато мехурчетата изплуват, техният обем ще се увеличи, тъй като силата на хидростатичното налягане на течността, действаща върху мехурчетата, намалява. Увеличаването на обема води до увеличаване на силата на Архимед. Следователно движението на мехурчетата нагоре се ускорява. Мехурчетата достигат свободната повърхност, спукват се и излиза наситена пара. Този момент се нарича кипене на течността. В този случай налягането на наситените пари в мехурчетата е почти равно на външното налягане.

Температурата, при която налягането на наситените пари е равно на външното налягане, се нарича точка на кипене.

Точката на кипене зависи от:

1) от външно налягане (колкото по-голямо е, толкова по-висока е точката на кипене);

2) от наличието на примес (обикновено точката на кипене се повишава с увеличаване на концентрацията на примес);

3) от въздух или други газове, разтворени в течността (с намаляване на количеството разтворен въздух, температурата се повишава);

4) от състоянието на стените на съда (в съдове с по-гладки стени течността кипи при по-висока температура);

5) в зависимост от вида на течността.

5. Сравнение на свойствата на наситената пара и идеалния газ.

1. Налягането и плътността на наситените пари са постоянни и не зависят от обема на пространството над изпаряващата се течност. За идеален газ налягането и плътността намаляват с увеличаване на обема.

Наситена пара Идеален газ

2. С повишаване на температурата при постоянен обем нарастването на налягането на наситените пари не става по линеен закон, както при идеален газ, а много по-бързо. Това се обяснява с факта, че повишаването на налягането възниква не само поради увеличаване на кинетичната енергия, но и поради увеличаване на броя на изпарените молекули.

По същата причина плътността на наситените пари не остава постоянна, тя се увеличава.

3. Налягането и плътността на наситените пари зависят от вида на течността и се определят от топлината на изпаряване. Колкото по-ниска е топлината на изпаряване, толкова по-високи са налягането и плътността на наситената пара.

Течностите са склонни да се изпаряват. Ако капнем капка вода, етер и живак върху масата (просто не правете това у дома!), можем да наблюдаваме как капките постепенно изчезват - изпаряват се. Някои течности се изпаряват по-бързо, други по-бавно. Процесът на изпаряване на течността се нарича още изпаряване. А обратният процес на превръщане на парата в течност е кондензация.

Тези два процеса илюстрират фазов преход- процесът на преход на вещества от един агрегатно състояниена друг:

• изпарение (преход от течно към газообразно състояние);
• кондензация (преход от газообразно състояние към течност);
• десублимация (преход от газообразно състояние в твърдо състояние, заобикаляйки течната фаза);
• сублимация, известна още като сублимация (преход от твърдо към газообразно състояние, заобикаляйки течността).

Сега, между другото, е подходящият сезон за наблюдение на процеса на десублимация в природата: слана и скреж по дърветата и предметите, Фрост шаркина прозорците - неговият резултат.

Как се образува наситена и ненаситена пара

Но да се върнем на изпаряването. Ще продължим да експериментираме и ще налеем течност - вода, например, в отворен съд и ще свържем манометър към него. В съда се получава невидимо за окото изпарение. Всички течни молекули са в непрекъснато движение. Някои се движат толкова бързо, че кинетичната им енергия е по-силен от това, който свързва течните молекули заедно.

След като напуснат течността, тези молекули продължават да се движат хаотично в пространството, по-голямата част от тях се разпръскват в него - ето как ненаситена пара. Само малка част от тях се връща обратно в течността.

Ако затворим съда, броят на молекулите на парата постепенно ще се увеличи. И все повече от тях ще се връщат в течността. Това ще увеличи налягането на парата. Това ще бъде записано от манометър, свързан към съда.

След известно време броят на молекулите, които излитат от течността и се връщат в нея, ще бъде равен. Налягането на парата ще спре да се променя. Като резултат насищане с параще се установи термодинамично равновесие на системата течност-пара. Тоест изпарението и кондензацията ще бъдат равни.

Свойства на наситената пара

За да ги илюстрираме ясно, използваме друг експеримент. Използвайте цялата сила на въображението си, за да си го представите. И така, нека вземем живачен манометър, състоящ се от две колена - комуникиращи тръби. И двете са пълни с живак, единият край е отворен, другият е запечатан, а над живака все още има известно количество етер и неговите наситени пари. Ако спускате и повдигате незапечатаното коляно, нивото на живака в запечатаното също ще пада и се повишава.

В този случай количеството (обемът) на наситените етерни пари също ще се промени. Разликата в нивата на живачните колони в двата крака на манометъра показва налягането на наситените пари на етера. Тя ще остане непроменена през цялото време.

Това предполага свойството на наситената пара - нейното налягане не зависи от обема, който заема. Налягането на наситените пари на различните течности (например вода и етер) е различно при една и съща температура.

Все пак температурата на наситената пара има значение. Колкото по-висока е температурата, толкова по-високо е налягането. Налягането на наситената пара се увеличава с повишаване на температурата по-бързо, отколкото при ненаситената пара. Температурата и налягането на ненаситената пара са свързани линейно.

Може да се направи още един интересен експеримент. Вземете празна колба без течни пари, затворете я и свържете манометъра. Постепенно, капка по капка, добавете течност в колбата. Докато течността навлиза и се изпарява, се установява налягането на наситените пари, най-високото за дадена течност при дадена температура.

Повече за температурата и наситената пара

Температурата на парата също влияе върху скоростта на кондензация. Точно както температурата на течността определя скоростта на изпарение - с други думи броят на молекулите, които излитат от повърхността на течността за единица време.

За наситената пара нейната температура е равна на температурата на течността. Колкото по-висока е температурата на наситената пара, толкова по-високо е нейното налягане и плътност, толкова по-ниска е плътността на течността. Когато се достигне критичната температура за дадено вещество, плътността на течността и парата е еднаква. Ако температурата на парите е по-висока от критичната температура за веществото, физическите разлики между течността и наситените пари се изтриват.

Определяне на налягането на наситените пари в смес с други газове

Говорихме, че налягането на наситените пари е постоянно при постоянна температура. Определихме налягането при „идеални“ условия: когато съд или колба съдържа течност и пари само от едно вещество. Нека разгледаме и експеримент, при който молекули на дадено вещество са разпръснати в пространството в смес с други газове.

За целта вземете два отворени стъклени цилиндъра и в двата поставете затворени съдове с етер. Както обикновено, нека свържем манометрите. Отваряме един съд с етер, след което манометърът отчита повишаването на налягането. Разликата между това налягане и налягането в цилиндър със затворен съд с етер ни позволява да разберем налягането на наситената етерна пара.

Относно налягането и кипенето

Изпарението е възможно не само от повърхността на течността, но и в нейния обем - тогава се нарича кипене. С повишаване на температурата на течността се образуват мехурчета от пара. Когато налягането на наситените пари е по-голямо или равно на налягането на газа в мехурчетата, течността се изпарява в мехурчетата. И те се разширяват и изплуват на повърхността.

Течностите кипят при различни температури. При нормални условия водата кипи при 100 0 C. Но с промяна на атмосферното налягане се променя и точката на кипене. И така, в планините, където въздухът е много разреден и атмосферното налягане е по-ниско, с изкачването в планините точката на кипене на водата намалява.

Между другото, варенето в херметически затворен съд изобщо е невъзможно.

Друг пример за връзката между налягането на парите и изпарението се демонстрира от такава характеристика на съдържанието на водни пари във въздуха като относителна влажност на въздуха. Това е отношението на парциалното налягане на водните пари към налягането на наситените пари и се определя по формулата: φ = r/r o * 100%.

С намаляването на температурата на въздуха концентрацията на водни пари в него се увеличава, т.е. стават по-наситени. Тази температура се нарича точка на оросяване.

Нека обобщим

С помощта на прости примери анализирахме същността на процеса на изпаряване и образуваната в резултат на това ненаситена и наситена пара. Можете да наблюдавате всички тези явления около вас всеки ден: например да видите локви, които пресъхват по улиците след дъжд или огледало, замъглено от пара в банята. В банята дори можете да наблюдавате как първо се образува пара, а след това влагата, натрупана върху огледалото, кондензира обратно във вода.

Можете също така да използвате това знание, за да направите живота си по-комфортен. Например през зимата въздухът в много апартаменти е много сух и това има лош ефект върху благосъстоянието. Можете да използвате модерно устройство за овлажняване на въздуха, за да го направите по-влажно. Или по стария начин поставете съд с вода в стаята: постепенно изпарявайки се, водата ще насити въздуха с изпаренията си.

blog.site, при пълно или частично копиране на материал е необходима връзка към първоизточника.

Теми на кодификатора на Единния държавен изпит: наситени и ненаситени пари, влажност на въздуха.

Ако се остави отворена чаша вода за дълго време, водата в крайна сметка ще се изпари напълно. По-точно ще се изпари. Какво е изпарение и защо се случва?

Изпарение и кондензация

При дадена температура течните молекули имат различни скорости. Скоростите на повечето молекули са близки до определена средна стойност (характерна за тази температура). Но има молекули, чиито скорости се различават значително от средните, както по-малки, така и по-големи.

На фиг. Фигура 1 показва приблизителна графика на разпределението на течните молекули по скорост. Синият фон показва по-голямата част от молекулите, чиито скорости са групирани около средната стойност. Червената „опашка“ на графиката е малък брой „бързи“ молекули, чиито скорости значително надвишават средната скорост на по-голямата част от течните молекули.

Ориз. 1. Разпределение на молекулите по скорост

Когато такава много бърза молекула се окаже на свободната повърхност на течността (т.е. на границата между течност и въздух), кинетичната енергия на тази молекула може да бъде достатъчна, за да преодолее привличащите сили на други молекули и да излети от течността . Този процес е изпарение, а молекулите, напускащи течната форма пара.

Така, изпарението е процес на превръщане на течност в пара, който се случва на свободната повърхност на течността(при специални условияПревръщането на течността в пара може да се извърши в целия обем на течността. Този процес ви е добре познат – такъв е кипене).

Може да се случи след известно време молекулата на парата да се върне обратно в течността.

Процесът на превръщане на молекулите на парата в течност се нарича кондензация. Кондензацията на парите е обратният процес на изпаряване на течността.

Динамичен баланс

Какво се случва, ако съд с течност е херметически затворен? Плътността на парите над повърхността на течността ще започне да се увеличава; Парните частици все повече ще пречат на други течни молекули, излитащи навън, и скоростта на изпарение ще започне да намалява. В същото време скоростта на кондензация ще започне да се увеличава, тъй като с увеличаването на концентрацията на пари броят на молекулите, които се връщат в течността, ще става все повече и повече.

И накрая, в даден момент скоростта на кондензация ще бъде равна на скоростта на изпарение. Ще дойде динамично равновесиемежду течност и пара: за единица време същият брой молекули ще излетят от течността, колкото ще се върнат в нея от парата. Започвайки от този момент, количеството течност ще спре да намалява, а количеството пара ще спре да се увеличава; парата ще достигне „насищане“.

Наситената пара е пара, която е в състояние на динамично равновесие със своята течност. Парата, която не е достигнала състояние на динамично равновесие с течността, се нарича ненаситена.

Налягането и плътността на наситената пара се означават с и . Очевидно и са максималното налягане и плътност, които парата може да има при дадена температура. С други думи, налягането и плътността на наситената пара винаги надвишава налягането и плътността на ненаситената пара.

Свойства на наситената пара

Оказва се, че състоянието на наситената пара (и още повече на ненаситената пара) може приблизително да се опише с уравнението на състоянието на идеален газ (уравнение на Менделеев-Клапейрон). По-специално, имаме приблизителна връзка между налягането на наситените пари и тяхната плътност:

(1)

Това е много невероятен факт, потвърдено от експеримента. Наистина, по своите свойства наситената пара се различава значително от идеалния газ. Нека изброим най-важните от тези разлики.

1. При постоянна температура плътността на наситената пара не зависи от нейния обем.

Ако, например, наситената пара е изотермично компресирана, тогава нейната плътност ще се увеличи в първия момент, скоростта на кондензация ще надвиши скоростта на изпарение и част от парата ще кондензира в течност - докато отново настъпи динамично равновесие, при което парата плътността ще се върне към предишната си стойност.

По същия начин, по време на изотермично разширение на наситена пара, нейната плътност първоначално ще намалее (парата ще стане ненаситена), скоростта на изпарение ще надвиши скоростта на кондензация и течността ще се изпари допълнително, докато отново се установи динамично равновесие - т.е. докато парата се насити отново със същата плътност.

2. Налягането на наситената пара не зависи от нейния обем.

Това следва от факта, че плътността на наситената пара не зависи от обема и налягането е еднозначно свързано с плътността чрез уравнение (1).

Както виждаме, Законът на Бойл-Мариот, валиден за идеални газове, не е изпълнен за наситена пара. Това не е изненадващо - в крайна сметка се получава от уравнението на Менделеев-Клапейрон при допускането, че масата на газа остава постоянна.

3. При постоянен обем плътността на наситените пари се увеличава с повишаване на температурата и намалява с понижаване на температурата..

Наистина, с повишаване на температурата скоростта на изпаряване на течността се увеличава.

В първия момент динамичното равновесие се нарушава и се получава допълнително изпаряване на част от течността. Двойката ще бъде добавена, докато динамичното равновесие се възстанови отново.

По същия начин, когато температурата намалява, скоростта на изпаряване на течността става по-бавна и част от парите кондензират, докато се възстанови динамичното равновесие - но с по-малко пари.

По този начин, когато наситената пара се нагрява или охлажда изохорно, нейната маса се променя, така че законът на Чарлз не работи в този случай. Зависимостта на налягането на наситените пари от температурата вече няма да бъде линейна функция.

4. Налягането на наситените пари нараства с температурата по-бързо от линейно.

Всъщност с повишаване на температурата плътността на наситените пари се увеличава и според уравнение (1) налягането е пропорционално на произведението на плътността и температурата.

Зависимостта на налягането на наситените пари от температурата е експоненциална (фиг. 2). Той е представен от раздел 1–2 на графиката. Тази зависимост не може да бъде изведена от законите за идеалния газ.

Ориз. 2. Зависимост на налягането на парата от температурата

В точка 2 цялата течност се изпарява; с по-нататъшно повишаване на температурата, парата става ненаситена и нейното налягане нараства линейно според закона на Чарлз (раздел 2-3).

Нека си припомним, че линейното нарастване на налягането на идеален газ се дължи на увеличаване на интензивността на ударите на молекулите върху стените на съда. Когато наситената пара се нагрява, молекулите започват да бият не само по-силно, но и по-често - защото парата става по-голяма. Едновременното действие на тези два фактора предизвиква експоненциално нарастване на налягането на наситените пари.

Влажност на въздуха

Абсолютна влажносте парциалното налягане на водната пара във въздуха (т.е. налягането, което водната пара би упражнила сама по себе си, в отсъствието на други газове). Понякога абсолютната влажност се нарича още плътността на водните пари във въздуха.

Относителна влажност- това е отношението на парциалното налягане на водната пара в него към налягането на наситената водна пара при същата температура. Обикновено това съотношение се изразява като процент:

От уравнението на Менделеев-Клапейрон (1) следва, че съотношението на наляганията на парите е равно на съотношението на плътностите. Тъй като самото уравнение (1), припомняме си, описва наситената пара само приблизително, имаме приблизителна връзка:

Един от уредите, които измерват влажността на въздуха е психрометър. Включва два термометъра, резервоарът на единия от които е увит в мокра кърпа. Колкото по-ниска е влажността, толкова по-интензивно е изпарението на водата от тъканта, толкова повече се охлажда резервоарът на „мокрия“ термометър и толкова по-голяма е разликата между неговите показания и показанията на сухия термометър. От тази разлика се определя влажността на въздуха с помощта на специална психрометрична таблица.

Билет №1

Наситена пара.

Ако контейнер с течност е плътно затворен, количеството течност първо ще намалее и след това ще остане постоянно. При постоянна температура системата течност-пара ще достигне състояние на термично равновесие и ще остане в него толкова дълго, колкото желаете. Едновременно с процеса на изпаряване възниква и кондензация, като и двата процеса средно се компенсират взаимно.

В първия момент, след като течността се излее в съда и се затвори, течността ще се изпари и плътността на парите над нея ще се увеличи. Но в същото време броят на молекулите, които се връщат в течността, ще се увеличи. Колкото по-висока е плътността на парите, толкова по-голям бройнеговите молекули се връщат в течността. В резултат на това в затворен съд при постоянна температура ще се установи динамично (подвижно) равновесие между течност и пара, т.е. броят на молекулите, напускащи повърхността на течността за определен период от време, ще бъде средно равен до броя на молекулите на парата, връщащи се в течността за същото време.

Пара, която е в динамично равновесие със своята течност, се нарича наситена пара. Това определение подчертава, че в даден обем при дадена температура не може да има голямо количестводвойка.

Налягане на наситени пари.

Какво ще се случи с наситената пара, ако обемът, който заема, се намали?Например, ако компресирате пара, която е в равновесие с течност в цилиндър под бутало, поддържайки температурата на съдържанието на цилиндъра постоянна.

Когато парата се компресира, равновесието ще започне да се нарушава. Първоначално плътността на парите ще се увеличи леко и по-голям брой молекули ще започнат да се движат от газ към течност, отколкото от течност към газ. В крайна сметка броят на молекулите, напускащи течността за единица време, зависи само от температурата и компресията на парата не променя това число. Процесът продължава, докато отново се установи динамично равновесие и плътност на парите, поради което концентрацията на молекулите му възприема предишните си стойности. Следователно концентрацията на молекулите на наситената пара при постоянна температура не зависи от нейния обем.

Тъй като налягането е пропорционално на концентрацията на молекулите (p=nkT), от това определение следва, че налягането на наситената пара не зависи от обема, който заема.

Налягане p n.p. налягането на парите, при което течността е в равновесие със своите пари, се нарича налягане на наситените пари.

Зависимост на налягането на наситените пари от температурата

Състоянието на наситената пара, както показва опитът, се описва приблизително от уравнението на състоянието на идеален газ, а неговото налягане се определя от формулата

С повишаване на температурата налягането се увеличава. Тъй като налягането на наситените пари не зависи от обема, следователно зависи само от температурата.

Въпреки това, зависимостта на p.n. от T, установено експериментално, не е правопропорционално, както в идеален газ при постоянен обем. С повишаване на температурата налягането на истинската наситена пара се увеличава по-бързоотколкото налягането на идеален газ (фиг. участък от крива 12). Защо се случва това?

Когато течността се нагрява в затворен съд, част от течността се превръща в пара. В резултат на това, съгласно формулата P = nkT, налягането на наситените пари се увеличава не само поради повишаване на температурата на течността, но същопоради увеличаване на концентрацията на молекулите (плътността) на парата. По принцип нарастването на налягането с повишаване на температурата се определя именно от увеличаването на концентрацията.

(Основната разлика в поведението на идеален газ и наситена пара е, че когато температурата на парата в затворен съд се промени (или когато обемът се промени при постоянна температура), масата на парата се променя. Течността частично се превръща в пара, или, обратно, парата частично кондензира C Нищо подобно не се случва в идеален газ.)

Когато цялата течност се изпари, парата ще престане да се насища при по-нататъшно нагряване и нейното налягане при постоянен обем ще се увеличи правопропорционално на абсолютната температура (вижте фиг., част от крива 23).

кипене.

Кипенето е интензивен преход на вещество от течно в газообразно състояние, протичащ в целия обем на течността (а не само от нейната повърхност). (Кондензацията е обратният процес.)

С повишаване на температурата на течността скоростта на изпарение се увеличава. Накрая течността започва да кипи. При кипене по целия обем на течността се образуват бързо нарастващи мехурчета пара, които изплуват на повърхността. Точката на кипене на течността остава постоянна. Това се случва, защото цялата енергия, предоставена на течността, се изразходва за превръщането й в пара.

При какви условия започва кипенето?

Течността винаги съдържа разтворени газове, отделящи се на дъното и стените на съда, както и върху прахови частици, суспендирани в течността, които са центрове на изпарение. Течните пари вътре в мехурчетата са наситени. С повишаването на температурата налягането на наситените пари се увеличава и мехурчетата се увеличават по размер. Под въздействието на плаваща сила те се носят нагоре. Ако горните слоеве на течността имат по-ниска температура, тогава в тези слоеве се получава кондензация на пари в мехурчета. Налягането пада бързо и мехурчетата се свиват. Колапсът настъпва толкова бързо, че стените на балона се сблъскват и предизвикват нещо като експлозия. Много такива микроексплозии създават характерен шум. Когато течността се затопли достатъчно, мехурчетата ще спрат да се срутват и ще изплуват на повърхността. Течността ще заври. Наблюдавайте внимателно чайника на котлона. Ще откриете, че почти спира да шуми, преди да заври.

Зависимостта на налягането на наситените пари от температурата обяснява защо точката на кипене на течността зависи от налягането върху нейната повърхност. Парен мехур може да нарасне, когато налягането на наситената пара вътре в него леко надвишава налягането в течността, което е сумата от въздушното налягане върху повърхността на течността (външно налягане) и хидростатичното налягане на течния стълб.

Кипенето започва при температурата, при която налягането на наситените пари в мехурчетата е равно на налягането в течността.

Колкото по-голямо е външното налягане, толкова по-висока е точката на кипене.

И обратното, като намаляваме външното налягане, по този начин намаляваме точката на кипене. Като изпомпвате въздух и водни пари от колбата, можете да накарате водата да заври при стайна температура.

Всяка течност има своя собствена точка на кипене (която остава постоянна, докато цялата течност не изври), която зависи от нейното налягане на наситените пари. Колкото по-високо е налягането на наситените пари, толкова по-ниска е точката на кипене на течността.

Специфична топлина на изпарение.

Кипенето става с абсорбиране на топлина.

По-голямата част от доставената топлина се изразходва за разрушаване на връзките между частиците на веществото, останалата част - за работата, извършена по време на разширяването на парата.

В резултат на това енергията на взаимодействие между частиците на парата става по-голяма, отколкото между частиците на течността, така че вътрешната енергия на парата е по-голяма от вътрешната енергия на течността при същата температура.

Количеството топлина, необходимо за превръщане на течността в пара по време на процеса на кипене, може да се изчисли по формулата:

където m е масата на течността (kg),

L - специфична топлина на изпарение (J/kg)

Специфичната топлина на изпарение показва колко топлина е необходима за превръщането на 1 kg от дадено вещество в пара при точката на кипене. Мерна единица специфична топлинаизпаряване в системата SI:

[L] = 1 J/kg

Влажност на въздуха и нейното измерване.

Във въздуха около нас почти винаги има известно количество водна пара. Влажността на въздуха зависи от количеството водни пари, съдържащи се в него.

Влажният въздух съдържа по-висок процент водни молекули от сухия въздух.

Относителната влажност на въздуха е от голямо значение, съобщенията за която се чуват всеки ден в прогнозите за времето.

Относителната влажност е отношението на плътността на водните пари, съдържащи се във въздуха, към плътността на наситените пари при дадена температура, изразено като процент. (показва колко близо е водната пара във въздуха до насищане)

Точка на оросяване

Сухотата или влажността на въздуха зависи от това колко близо до насищане са неговите водни пари.

Ако влажният въздух се охлажда, парата в него може да бъде доведена до насищане и тогава ще кондензира.

Признак за насищане на парата е появата на първите капки кондензирана течност - роса.

Температурата, при която парите във въздуха се насищат, се нарича точка на оросяване.

Точката на оросяване също характеризира влажността на въздуха.

Примери: падаща роса сутрин, замъгляване на студено стъкло, ако дишате върху него, образуване на капка вода върху тръба за студена вода, влага в мазета на къщи.

За измерване на влажността на въздуха се използват измервателни уреди - влагомери. Има няколко вида влагомери, но основните са космени и психрометрични. Тъй като е трудно директното измерване на налягането на водните пари във въздуха, относителната влажност се измерва индиректно.

Известно е, че скоростта на изпарение зависи от относителната влажност на въздуха. Колкото по-ниска е влажността на въздуха, толкова по-лесно е влагата да се изпари.

Психрометърът има два термометъра. Едната е обикновена, нарича се суха. Измерва температурата на околния въздух. Крушката на друг термометър се увива в платнен фитил и се поставя в съд с вода. Вторият термометър не показва температурата на въздуха, а температурата на мокрия фитил, откъдето идва и името мокър термометър. Колкото по-ниска е влажността на въздуха, толкова по-интензивно се изпарява влагата от фитила, толкова по-голямо количество топлина за единица време се отстранява от навлажнения термометър, толкова по-ниски са показанията му, следователно, толкова по-голяма е разликата в показанията на сухия и навлажнения термометри насищане = 100 ° C и специфични характеристикисъстояние богаттечни и сухи богат двойка v"=0,001 v""=1,7 ... мокър наситен парасъс степента на сухота Ние изчисляваме екстензивните характеристики на мокро богат двойкаот...

Пара, която е в контакт с вода и има същата температура като нея, равна на точката на кипене при дадено налягане, се нарича наситена пара. Наситената пара може да бъде мокра или суха. Мократа наситена пара е наситена пара, съдържаща най-малките частици вода, т.е. това е смес от пара и вода. Парата, произведена в парен котел, обикновено съдържа 2-5% вода (т.е. степента на сухота на парата е съответно 98-95%). Сухата наситена пара е наситена пара, която е напълно без водни примеси. Прегрятата пара е пара, която има по-висока температура от наситената пара със същото налягане.

Предназначение на димоотвода и вентилатора. Процедурата за стартиране и спиране на димоотвода и вентилатора

Вентилаторите служат за подаване на въздух към пещта на котела. Комините и димоотводите създават тяга (вакуум), която е необходима за непрекъснато захранване свеж въздухв пещта и отстраняване на продуктите от изгарянето на горивото от нея. Димососи се монтират в случаите, когато коминът не може да осигури необходимата тяга. Конструкцията на димоотвода е подобна на тази на вентилатора (но има редица характеристики: тялото е изработено от топлоустойчива стомана, намотка с вода за охлаждане на маслото е поставена в маслената баня, тялото е покрит с топлоизолация).

Стартиране на димоотвода: Затворете напълно клапата на смукателната тръба (пред димоотвода) и включете електродвигателя. Проверете за липса на външен шум, намеса на движещи се части в корпуса, вибрации на лагерите и правилно въртене на работното колело. След това бавно отворете портата (така че токът на електродвигателя под товар да не надвишава допустимата стойност). Първо включете димоотвода, а след това вентилатора.

Спри се: Първо спрете вентилатора, като затворите клапата на вентилатора, а след това димоотвода, като затворите клапата на изпускателната клапа.