Водяна пара

План уроку

Критична темпаратура

Крит́ична температ́ура — така температура, при якій густина і тиск насиченої пари стають максимальними, а густина рідини, що перебуває у динамічній рівновазі з парою, стає мінімальною. При температурі, вищій за критичну температуру газу, його неможливо сконденсувати при жодному тиску.

Зазвичай критична температура позначається Tк або Tc.

Розвязати задачі

1. Чи буде кипіти вода в каструлі, яка плаває в інший каструлі з киплячою водою?

2. Як змусити воду кипіти без нагрівання? Як змусити кипінням воду замерзнути?

3. Можна розплавити свинець у воді?

Домашнє завдання:

1. Написати реферат на тему: «Застосування процесу кипіння в техниці.»
2. Розвязати задачу:

Вода в склянці замерзає при охолодженні до 0°С. Чому ж у деяких хмарах, що представляють собою скупчення маленьких крапельок води, вода не замерзає і при більш низьких температурах (наприклад, при -5°С)?

Тема уроку: Вологість повітря

1.Водяна пара

2.Парціальний тиск водяної пари

3.Абсолютна вологість повітря

4.Відноста вологість повітря

5.Вимірювання відносної вологості повітря, гідрометри і психометри

Водяна́ па́ра — газоподібний стан води. Не має кольору, смаку і запаху. Міститься в тропосфері.

Утворюється молекулами води при її випаровуванні. При надходженні водяної пари в повітря він, як і всі інші гази, створює певний тиск, зване парціальним.Воно виражається у одиницях тиску — паскалях. Водяна пара може переходити безпосередньо в тверду фазу — на кристали льоду. Кількість водяної пари в грамах, що міститься в 1 кубічному метрі, називають абсолютною вологістю повітря.

У повітрі завжди є певна кількість водяної пари, яка в більшій частині атмосфери ненасичена. Її вміст, тобто вологість, характеризується:

1) абсолютною вологістю (густиною), тобто кількістю грамів водяної пари в 1 м³ повітря — ρ;

2) парціальним тиском, тобто тиском, який чинила б водяна пара, коли б не було інших газів.

2.Парціальний тиск водяної пари

Пару часто характеризують не концентрацією, а її парціальним тиском, який називають пружністю пари.

Парціальний тиск водяної пари виражають в одиницях тиску — Па або мм рт. ст.

3.Абсолютна вологість повітря

Абсолю́тна воло́гість повітря — густина водяної пари в повітрі; практично — кількість водяної пари в грамах в 1 м³ повітря за даної температури. Абсолютна вологість чисельно близька до пружності водяної пари, вираженої в мм ртутного стовпа. Абсолютна вологість біля поверхні землі коливається від десятих г/м³ (у приполярних та холодних країнах) до 20 г/м³ і вище (у приекваторіальних зонах).

4.Відноста вологість повітря

Відносною вологістю повітря φ називають відношення тиску водяної пари за даної температури р до тиску насиченої пари p_н з тією ж температурою.

або

Температуру, за якої пара стає насиченою, або, що те саме, за якої відносна вологість повітря дорівнює 100 %, називають точкою роси.

Зазвичай комфортні умови для людини відповідають вологості близько 50 — 60 %.

5.Вимірювання відносної вологості повітря, гідрометри і психометри

Вологість вимірюють за допомогою спеціальних приладів, один з яких називається психрометром. Психрометр складається з двох термометрів: сухого і вологого. Через випаровування води вологий термометр звичайно показує нижчу температуру, ніж сухий: чим нижча відносна вологість, тим більша різниця показників. З їх урахуванням, за допомогою заздалегідь складеної таблиці, визначають відносну вологість повітря.

Сучасні психрометри можна розділити натри категорії: станційні, аспіраційні та дистанційні. У станційних психрометрах термометри закріплені на спеціальному штативі в метеорологічній будці. Основний недолік станційних психрометрів — залежність показань зволоженого термометра від швидкості повітряного потоку в будці.

У аспіраційному психрометрі термометри розташовані в спеціальній оправі, яка захищає їх від пошкоджень і теплового впливу прямих сонячних променів, де обдуваються за допомогою аспіратора (вентилятора) потоком досліджуваного повітря з постійною швидкістю близько 2 м/с. Якщо температура повітря позитивна, аспіраційний психрометр — найбільш надійний прилад для вимірювання температури та вологості повітря. У дистанційних психрометрах використовуються термометри опору, терморезистори, термопари.

Гігрометр — вимірювальний прилад для визначення вологості повітря. Існує кілька типів гігрометрів, дія яких заснована на різних принципах: ваговий, волосяний, плівковий і т.д.

Дія волосяного гігрометра заснована на властивості знежиреного волосся — змінювати свою довжину при зміні вологості повітря, що дозволяє вимірювати відносну вологість від 30 до 100 %. Волосина натягнута на металеву рамку. Зміна довжини волосся передається стрілці, що переміщується уздовж пікали.

Плівковий гігрометр має чутливий елемент з органічної плівки, яка розтягується при підвищенні вологості й стискається під час зниження. Зміна положення центру плівкової мембрани передається стрілці. Волосяний і плівковий гігрометр у зимовий час є основним приладом для вимірювання вологості повітря. Показники волосяного й плівкового гігрометрів періодично порівнюються з показниками більш точного приладу — психрометра.

Розвязати задачі

1. В приміщення потрібно подати V = 10000 м³ повітря з температурою t₁ = 18°С і відносною вологістю φ₁=50%. Повітря зовні має температуру t₂= 10°С і відносну вологість φ₂ = 60%. Осушувати або зволожувати доведеться зовнішнє повітря.Скільки води доведеться при цьому сконденсувати або випарувати?

2. У циліндрі під поршнем - повітря, що має температуру t₁=10°C і відносну вологість φ₁= 60%. Якою стане відносна вологість φ₂ цього повітря після нагрівання його до температури

t₂=100°С і зменшення об’єму втричі?

3. Посудину об'ємом V = 10 л заповнений сухим повітрям при тиску р₁=100кПа і температурі t₁=10°С. Яким буде тиск р₂ вологого повітря, якщо в посудину налити воду масою m= 10 м і нагріти до температури t₂ = 100°С?

4. У кухні розвісили багато випраної білизни. На вулиці мрячить холодний осінній дощ. Чи щвидше висохне білизна, якщо відкрити кватирку?

5. Трубку довжиною l= 60 см, запаяну з одного кінця, занурюють у ртуть вертикально відкритим кінцем вниз. При якій глибині занурення h в трубці випаде роса? Температура в трубці не змінюється. Атмосферний тиск р= 76 см рт. ст., відносна вологість повітря φ = 80%.

Домашнє завдання:

1.Написати реферат на тему: «Значення вологості в нашому житті.»

2.Розвязати задачі:

1. При t₁= 30°С відносна вологість повітря φ₁= 80%. Яка буде відносна вологість φ₂, якщо цей нагріти повітря при постійному об'ємі до t₂=50°С?

2. Температура повітря t₁= 20°С, точка роси t₂= 10°С. Визначте відносну вологість повітря φ.

3. У герметично закритій посудині об'ємом V=1,1л знаходяться m=100г киплячої води і її пар при температурі 100°С. Повітря в посудині немає. Визначте масу пари m_п. Залежністю щільності води від температури можна знехтувати.

Тема уроку: Властивості поверхні рідини. Поверхневий натяг рідини