Zašto je vlažan zrak lakši?

Razmotrite sljedeći primjer. Naravno, želim reći da je vlažan zrak teži, jer, za razliku od suhih, postoje i molekule vode. Međutim, ako govorimo o istoj temperaturi i pritisku, Dalton Zakon kaže: Što ako dodate par vode u suhom zraku, njegov će se pritisak povećati. Tako da je tlak mokrog zraka jednak tlaku suhe, potrebno je smanjiti broj molekula zraka u vlažnom zraku, a odgovor na pitanje uspoređivanja masa suhog i vlažnog zraka nije tako primitivan.

Stoga, neka je uredno koristiti zakone Klapairone Mendeleev i Dalton, usporediti masu suhog i vlažnog zraka. Pritisak suhog zraka, koji zauzima volumen V određeni su zakonom klapairon mendeleev

(jedan)

gdje je n broj molekula zraka - t - njegove temperature. Tlak mokrog zraka u istom volumenu na istoj temperaturi određuje Dalton Zakon

(2)

gdje je n broj molekula zraka - t - voda. Iz usporedbe formula (1) i (2) vidimo da s istim tlakom, volumenom i temperaturom, suhim i vlažnim zrakom sadrže isti broj molekula. Stoga je usporedba mase suhog i mokrog zraka određena usporedbom mase jedne molekule zraka i jedne vodene molekule. Naravno, takav objekt kao "molekula zraka" uopće ne postoji, budući da je zrak mješavina različitih plinova, najveći iznos u kojem su prikazani dušik, kisik, argon i ugljični dioksid. Međutim, može se uvesti koncept srednje molarne mase zraka, a ova prosječna molarna masa je jednaka 29 g / mol. Stoga možemo pretpostaviti da je masa jedne "prosječne" molekule zraka 29 a.E.M. Masa jedne molekule vode je 18 a.E.M. Iz tih brojeva slijedi da je vlažni zrak lakši na istim temperaturama i tlakovima.

Malo o vlažnosti zraka

Na Zemlji, mnogi otvoreni rezervoari, s površine koja voda isparava: oceani i more zauzimaju oko 80% površine Zemlje. Stoga u zraku uvijek postoje vodene pare.

To je lakši od zraka, jer molarna težina vode (18 * 10^-3 kg mole^-jedan) manje molarne mase dušika i kisika, od kojih se zrak uglavnom sastoji od. Stoga se vodena para povećava. U ovom slučaju, širi se, jer je tlak niži u gornjim slojevima atmosfere od površine zemlje. Ovaj proces može biti približno smatra adijabatskom, jer se tijekom vremena ne dogodi, par topline par s okolnim zrakom nema vremena da se dogodi.

Kao što ćemo vidjeti dalje, kada se ohladi na određenu temperaturu, koja se naziva točka rosice, vodena pare počinje kondenzirati, okupljajući se u malim kapljicama vode. Tako da se oblaci formiraju.

Ne padaju jer je uplink zraka natopljen u uskrsnuću. Ali kad kapi u oblacima postaju prevelika, počinju padati: kiša.

Sadržaj vodene pare u zraku često karakterizira tlak, koji bi imao ako nema drugih plinova. Naziva se djelomičnim tlakom vodene pare. ("Djelomično" prevedeno s latinskih znači "djelomični".)

Osjećamo se ugodno kada tlak vodene pare na sobnoj temperaturi (20 ° C) je oko 1,2 kPa.

Relativna vlažnost zraka φ naziva se izražena u postotku djelomičnog tlaka p vodene pare na tlak p_N Zasićeni par na istoj temperaturi:

φ = (p / p_N) * 100%.

Udobni uvjeti za ljude odgovaraju relativnoj vlažnosti 50-60%. Ako je relativna vlažnost znatno manje, čini nam se zrak, i ako je više - mokar. Kada se relativna vlažnost približava 100%, zrak se percipira kao sirovo. Lokve se ne isušuju, jer su procesi isparavanja vode i kondenzacije para kompenziraju jedni druge.

Za osobu, vrijednost vlage je vrlo važan parametar okruženja, t. do. Naše tijelo vrlo aktivno reagira na njegove promjene. Na primjer, takav mehanizam za reguliranje funkcioniranja tijela, kao znojenje, izravno povezano s temperaturom i vlagom okoliša. Uz visoku vlažnost, procesi isparavanja vlage s površine kože praktički se kompenziraju procesima njegove kondenzacije i toplinska disipacija je poremećena iz tijela, što dovodi do poremećaja termoregulacije. Uz nisku vlažnost, procesi isparavanja vlage prevladavaju preko kondenzacijskih procesa, a tijelo gubi previše tekućine, što može dovesti do dehidracije.

Veličina vlage je važna ne samo za čovjeka i druge žive organizme, već i za protok tehnoloških procesa. Na primjer, zbog poznatih svojstava vode, njegova električna struja se provodi u zraku može ozbiljno utjecati na ispravan rad na većini električnih aparata.

Osim toga, koncept vlažnosti je najvažniji kriterij za procjenu vremenskih uvjeta, koji su svi poznati vremenske prognoze. Važno je napomenuti da ako usporedimo vlažnost u različito doba godine u našim uobičajenim klimatskim uvjetima, ljeti je veće i ispod zimi, što je, posebno, s intenzitetom procesa isparavanja na različitim temperaturama na različitim temperaturama.

Dakle, o relativnoj vlažnosti zračnog sudaca koliko je vodena pare u zraku blizu zasićenosti.

Ako je zrak s nezasićenom vodenom parom u njemu izotermalno komprimirana, povećat će se i tlak zraka i tlak nezasićenog para. Ali tlak vodene pare će se samo povećati dok ne postane zasićena!

Uz daljnje smanjenje volumena tlaka zraka nastavit će se povećavati, a tlak vodene pare bit će konstantno - ostat će jednak zasićenom tlaku za zasićenom paru na određenoj temperaturi. Višak para je kondenziran, to će se pretvoriti u vodu.