Лидеры рейтинга
Мастер-Эксперт
1098
Академик
419
Мастер-Эксперт
397
Мастер-Эксперт
330
Советник
99
Профессионал
50
Профессор
44
8.1.6
02.01.2021
JS: 2.2.2
CSS: 4.2.0
jQuery: 3.5.1
Консультации и решение задач по физике.
Администратор раздела: Коцюрбенко Алексей Владимирович (Старший модератор)
|
|
Перейти к консультации №: |
|
по определению рп это парциальное давление паров воды при данной температуре в смеси "воздух - пары воды"
С чего оно остается постоянным при нагревании?
Состояние: Консультация закрыта
Здравствуйте,уважаемый qv1nty!
Полагаю, ваш вопрос связан с консультацией №199471, об относительной влажности в холодной и затем прогретой комнате, на которую Вашему покорному слуге выпала удача ответить, получить поддержку коллег и высокую оценку посетителя.
Давайте начнем с азов.
Итак,
1. Жидкость испаряется при любой температуре, но при более высокой - испаряется интенсивнее. При этом над жидкостью образуется её пар.
2. Одновременно с испарением происходит обратный процесс - конденсация - часть молекул пара возвращается в жидкость. В открытом сосуде бОльшая часть молекул пара улетает, меньшая часть - возвращается. То есть, можно сказать, что скорость испарения больше скорости конденсации.
3. В закрытом сосуде, при постоянном объеме, количество молекул пара над жидкостью постепенно увеличивается, все больше молекул возвращаются в жидкость и в какой-то момент скорость испарения становится равной скорости конденсации - наступает динамическое равновесие - жидкость перестала испарятся. Пар стал насыщенным.
4. Концентрация молекул насыщенного пара (n), его плотность (ρ0) и давление (p0) имеют максимальное значение для данной жидкости и при данной температуре (Т).
Теперь внимательно...
5. При повышении температуры увеличивается и концентрация молекул насыщенного пара и, соответственно, его давление, в соответствии с формулой
p=n*k*T (*)
здесь n=N/V - концентрация молекул, T=t+273 - абсолютная температура, k=1,38*10-23 Дж/К - постоянная Больцмана.
!Еще раз... Давление повышается как за счет увеличения температуры, так и за счет увеличения концентрации молекул. Поэтому зависимость давления насыщенного пара от температуры нелинейная.
Я изобразил эту зависимость на графике красным цветом. Для построения графика я воспользовался всё тем же справочником Еноховича [1, с.125] и приложением MS Excel.
6. Для ненасыщенных паров, в соответствии всё с той же формулой (*), давление при постоянном объёме линейно зависит !только от температуры, концентрация не изменяется (работает закон Шарля - ненасыщенный пар подобен идеальному газу и все законы идеального газа выполняются и для ненасыщенного пара).
Обратите внимание на синюю линию АВ на графике - это изохора. Хотя на первый взгляд это может быть незаметно. Точка А на этой линии соответствует первоначальному состоянию пара в воздухе холодной комнаты (из консультации №199471) - температуре t=-15ºC и парциальному давлению pп=0,127 кПа. Если продолжить эту линию влево (синий пунктир), то она упрется в начало координат - абсолютный нуль (Т=0 К) и давление p=0 Па). А при температуре ≈ -19°С - пар в комнате становится насыщенным - стены комнаты покроет иней.
Если воспользоваться законом Шарля (pA/pB=TA/TB), то можно рассчитать давление пара, соответствующее конечной температуре (25ºС=298 К). Я это сделал. Парциальное давление в конечной точке процесса В равно 0,147 кПа !!!!!!! АГА! т.е. всё таки не 0,127! 
Теперь можно посчитать относительную влажность. Давайте-ка, сделаем...
φ2=pП/p02 = 0,147/3,168 ≈ 0,046 = 4,6% округляем до 5% - казалось бы -ошибка в решении задачи. Может быть можно пренебречь?... так часто физики делают - для упрощения решения - не такая уж и большая погрешность - порядка 10%... нет? 
7. Но, не забываем - все наши рассуждения в п.6 - для закрытого сосуда, для постоянного объема пара. А комнату в доме или сам дом, как бы он не был хорошо утеплен нельзя считать закрытым сосудом. Давление воздуха в комнате будет равно атмосферному и при температуре -15, и при 25ºС. А значит и парциальное давление водяного пара, как часть давления воздуха, также не изменится. ч.т.д. Процесс изобарный - зеленая линия на рисунке.
***
Мне кажется, если я правильно понял ваш вопрос, - я на него ответил.
Надеюсь, наша короткая лекция окажется для Вас полезной...
Удачи
_______________
[1] Енохович А.С. Справочник по физике. - 2-е изд., перераб. и доп. - М.: Просвещение, 1990. - 384 с.
|
|
Консультировал: Konstantin Shvetski (Мастер-Эксперт) Дата отправки: 08.11.2020, 02:52 |
Рейтинг ответа:
+2 Сообщение модераторам Отправлять сообщения |
|
Мастер-Эксперт ID: 226425
0
|
Экспертам раздела: о, вопрос задал крутой чувак. Ребята, это мой клиент, прошу прощения за его лексику и в тональность ля-бемоль-мажор - как у нас принято - он немного не попал. Последнее редактирование 08.11.2020, 12:16 Konstantin Shvetski (Мастер-Эксперт) ===== |
|
Посетитель ID: 404446
0
|
Konstantin Shvetski: Но что мешает измениться парциальному как части атмосферного? Ведь постоянство полного не гарантирует постоянства части. Последнее редактирование 08.11.2020, 03:17 qv1nty (Посетитель) |
|
Мастер-Эксперт ID: 226425
0
|
qv1nty: Начну со второй части вашего дополнительного вопроса. Последнее редактирование 08.11.2020, 10:29 Konstantin Shvetski (Мастер-Эксперт) ===== |
|
Посетитель ID: 404446
0
|
Понял, спасибо за разъяснение |
|
Мастер-Эксперт ID: 226425
0
|
qv1nty:
===== |
Возможность оставлять сообщения в мини-форумах консультаций доступна только после входа в систему.
Воспользуйтесь кнопкой входа вверху страницы, если Вы зарегистрированы или пройдите простую процедуру регистрации на Портале.
