Что значит насыщенный пар: Ваш браузер не поддерживается

Содержание

Насыщенный пар, кипение, влажность воздуха.

Насыщенный пар.

Если сосуд с жидкостью плотно закрыть, то сначала количество жидкости уменьшится, а затем будет оставаться постоянным. При неизменной температуре система жидкость — пар придет в состояние теплового равновесия и будет находиться в нем сколь угодно долго. Одновременно с процессом испарения происходит и конденсация, оба процесса в среднем компенсируют друг друга. В первый момент, после того как жидкость нальют в сосуд и закроют его, жидкость будет испаряться и плотность пара над ней будет увеличиваться. Однако одновременно с этим будет расти и число молекул, возвращающихся в жидкость. Чем больше плотность пара, тем большее число его молекул возвращается в жидкость. В результате в закрытом сосуде при постоянной температуре установится динамическое (подвижное) равновесие между жидкостью и паром, т. е. число молекул, покидающих поверхность жидкости за некоторый промежуток времени, будет равно в среднем числу молекул пара, возвратившихся за то же время в жидкость.

Пар, находящийся в динамическом равновесии со своей жидкостью, называют насыщенным паром. Это определение подчеркивает, что в данном объеме при данной температуре не может находиться большее количество пара. 

Более подробно здесь

Давление насыщенного пара.

Что будет происходить с насыщенным паром, если уменьшить занимаемый им объем? Например, если сжимать пар, находящийся в равновесии с жидкостью в цилиндре под поршнем, поддерживая температуру содержимого цилиндра постоянной. При сжатии пара равновесие начнет нарушаться. Плотность пара в первый момент немного увеличится, и из газа в жидкость начнет переходить большее число молекул, чем из жидкости в газ. Ведь число молекул, покидающих жидкость в единицу времени, зависит только от температуры, и сжатие пара это число не меняет. Процесс продолжается до тех пор, пока вновь не установится динамическое равновесие и плотность пара, а значит, и концентрация его молекул не примут прежних своих значений. Следовательно, концентрация молекул насыщенного пара при постоянной температуре не зависит от его объема.

Так как давление пропорционально концентрации молекул (p=nkT), то из этого определения следует, что давление насыщенного пара не зависит от занимаемого им объема. Давление pн.п. пара, при котором жидкость находится в равновесии со своим паром, называют давлением насыщенного пара.

Зависимость давления насыщенного пара от температуры.

Состояние насыщенного пара, как показывает опыт, приближенно описывается уравнением состояния идеального газа, а его давление определяется формулой Р = nкТ С ростом температуры давление растет. Так как давление насыщенного пара не зависит от объема, то, следовательно, оно зависит только от температуры. Однако зависимость р

н.п. от Т, найденная экспериментально, не является прямо пропорциональной, как у идеального газа при постоянном объеме. С увеличением температуры давление реального насыщенного пара растет быстрее, чем давление идеального газа (рис. участок кривой 12). Почему это происходит? При нагревании жидкости в закрытом сосуде часть жидкости превращается в пар. В результате согласно формуле Р = nкТ давление насыщенного пара растет не только вследствие повышения температуры жидкости, но и вследствие увеличения концентрации молекул (плотности) пара. В основном увеличение давления при повышении температуры определяется именно увеличением концентрации. (Главное различие в поведении идеального газа и насыщенного пара состоит в том, что при изменении температуры пара в закрытом сосуде (или при изменении объема при постоянной температуре) меняется масса пара. Жидкость частично превращается в пар, или, напротив, пар частично конденсируется. С идеальным газом ничего подобного не происходит.). Когда вся жидкость испарится, пар при дальнейшем нагревании перестанет быть насыщенным и его давление при постоянном объеме будет возрастать прямо пропорционально абсолютной температуре (см. рис., участок кривой 23).

Кипение.

Кипение – это интенсивный переход вещества из жидкого состояния в газообразное, происходящее по всему объему жидкости (а не только с ее поверхности). (Конденсация – обратный процесс.) По мере увеличения температуры жидкости интенсивность испарения увеличивается. Наконец, жидкость начинает кипеть. При кипении по всему объему жидкости образуются быстро растущие пузырьки пара, которые всплывают на поверхность. Температура кипения жидкости остается постоянной. Это происходит потому, что вся подводимая к жидкости энергия расходуется на превращение ее в пар. При каких условиях начинается кипение?

В жидкости всегда присутствуют растворенные газы, выделяющиеся на дне и стенках сосуда, а также на взвешенных в жидкости пылинках, которые являются центрами парообразования. Пары жидкости, находящиеся внутри пузырьков, являются насыщенными. С увеличением температуры давление насыщенных паров возрастает и пузырьки увеличиваются в размерах. Под действием выталкивающей силы они всплывают вверх. Если верхние слои жидкости имеют более низкую температуру, то в этих слоях происходит конденсация пара в пузырьках. Давление стремительно падает, и пузырьки захлопываются. Захлопывание происходит настолько быстро, что стенки пузырька, сталкиваясь, производят нечто вроде взрыва. Множество таких микровзрывов создает характерный шум. Когда жидкость достаточно прогреется, пузырьки перестанут захлопываться и всплывут на поверхность. Жидкость закипит. Понаблюдайте внимательно за чайником на плите. Вы обнаружите, что перед закипанием он почти перестает шуметь. Зависимость давления насыщенного пара от температуры объясняет, почему температура кипения жидкости зависит от давления на ее поверхность. Пузырек пара может расти, когда давление насыщенного пара внутри него немного превосходит давление в жидкости, которое складывается из давления воздуха на поверхность жидкости (внешнее давление) и гидростатического давления столба жидкости . Кипение начинается при температуре, при которой давление насыщенного пара в пузырьках сравнивается с давлением в жидкости. Чем больше внешнее давление, тем выше температура кипения. И наоборот, уменьшая внешнее давление, мы тем самым понижаем температуру кипения.

Откачивая насосом воздух и пары воды из колбы, можно заставить воду кипеть при комнатной температуре. У каждой жидкости своя температура кипения (которая остается постоянной, пока вся жидкость не выкипит), которая зависит от давления ее насыщенного пара. Чем выше давление насыщенного пара, тем ниже температура кипения жидкости.

Заполни опорный конспект                                   Контрольные вопросы

Влажность воздуха и ее измерение.

В окружающем нас воздухе практически всегда находится некоторое количество водяных паров. Влажность воздуха зависит от количества водяного пара, содержащегося в нем. Сырой воздух содержит больший процент молекул воды, чем сухой. Большое значение имеет относительная влажность воздуха, сообщения о которой каждый день звучат в сводках метеопрогноза.  



Относительная влажность — это отношение плотности водяного пара, содержащегося в воздухе, к плотности насыщенного пара при данной температуре, выраженное в процентах (показывает, насколько водяной пар в воздухе близок к насыщению).

Точка росы

Сухость или влажность воздуха зависит от того, насколько близок его водяной пар к насыщению. Если влажный воздух охлаждать, то находящийся в нем пар можно довести до насыщения, и далее он будет конденсироваться. Признаком того, что пар насытился является появление первых капель сконденсировавшейся жидкости — росы. Температура, при которой пар, находящийся в воздухе, становится насыщенным, называется точкой росы. Точка росы также характеризует влажность воздуха. Примеры: выпадение росы под утро, запотевание холодного стекла, если на него подышать, образование капли воды на холодной водопроводной трубе, сырость в подвалах домов. Для измерения влажности воздуха используют измерительные приборы — гигрометры. Существуют несколько видов гигрометров, но основные: волосной и психрометрический.

Так как непосредственно измерить давление водяных паров в воздухе сложно, относительную влажность воздуха измеряют косвенным путем. Известно, что от относительной влажности воздуха зависит скорость испарения.

Чем меньше влажность воздуха, тем легче влаге испаряться. В психрометре есть два термометра. Один — обычный, его называют сухим. Он измеряет температуру окружающего воздуха. Колба другого термометра обмотана тканевым фитилем и опущена в емкость с водой. Второй термометр показывает не температуру воздуха, а температуру влажного фитиля, отсюда и название увлажненный термометр. Чем меньше влажность воздуха, тем интенсивнее испаряется влага из фитиля, тем большее количество теплоты в единицу времени отводится от увлажненного термометра, тем меньше его показания, следовательно, тем больше разность показаний сухого и увлажненного термометров. Определив разность показаний сухого и увлажненного термометров, по специальной таблице, расположенной на психрометре, находят значение относительной влажности.

Источник: http://5fan.ru/wievjob.php?id=1361

Насыщенные пары — Справочник химика 21


    Давление насыщенных паров углеводородов и нефтяных фракций (Р, МПа) обычно рассчитывают по уравнению Ашворта  [c. 40]     Давление насыщенных паров топлив (мм рт, ст.) в зависимости от температуры [c.238]

    При испарении жидкости в замкнутом сосуде одновременно идет противоположный испарению процесс конденсации. Чем выше давление паров над жидкостью, тем интенсивнее процесс конденсации. При достижении некоторого давления наступает динамическое равновесие число молекул, покидающих поверхность жидкости, равно числу молекул, возвращающихся в жидкость. Такое давление называется давлением насыщенного пара. Оно сильно зависит от температуры (рис. 6). Как видно из приведенного графика, давление насыщенных паров топлив более значительно меняется при высоких температурах. 

[c.23]

    Номограмма Максвелла составлена для вычисления давления насыщенных паров углеводородов и узких нефтяных фракций от 0,001 до 100 МПа с температурой кипения от О до 800°С. Исследо- [c.41]

    Для определения давления насыщенных паров в лабораторных условиях существует два метода по ГОСТ 1756—52 и ГОСТ 6668—53.[c.23]
    Давление насыщенного пара при 17°, мм рт. ст. [c.516]

    Давление насыщенных паров испытуемого топлива вычисляют по формуле  [c.24]

    Давление насыщенных паров, мм рт.ст., не более. ………….. 100  [c.85]

    Для жидкостей, представляющих собой сложные смеси, давление насыщенных паров зависит от соотношения объемов паровой и жидкой фаз. На рис. 7 приведен график зависимости давления насыщенных паров авиационного бензина от соотношения жидкой и паровой фаз при температурах О , 20 и 50 . При увеличении объема жидкой фазы в 5 раз давление насыщенных паров при температуре 0° С увеличивается примерно в 3—3,5 раза, а при температуре 50° С — в 2—2,5 раза. [c.23]

    Рт — давление насыщенных паров, мм рт. ст.  [c.229]

    Испаряемость топлива является одной из главных эксплуатационных характеристик, так как она влияет на процессы смесеобразования и горения, потери топлива при высотных полетах, возможность образования паровых пробок в топливопроводах. Испаряемостью жидкости называется способность ее переходить в газообразное состояние. О ней судят главным образом по двум показателям фракционному составу и давлению насыщенных паров. [c.22]

    Температура вспышки и давление насыщенных паров являются очень чувствительными показателями наличия бензина в реактивном топливе, что иллюстрируется следующей таблицей  [c.238]

    Приведем еще уравнение для определения давления насыщенных паров углеводородов разных классов и групп [35], обеспечивающее высокую точность расчета при средней относительной ошибке 4,5% в широком интервале температур и давлений вплоть до критических условий  [c.42]

    Давление насыщенных паров топлив по ГОСТ 1756—52 определяется при температуре 38° С и соотношении паровой и жидкой фаз 4 1 в приборе, схема которого изображена на рис. 8. Прибор представляет собой стальную бомбу, которая состоит из двух камер, причем объем нижней в 4 раза меньше объема верхней. При испытании нижнюю камеру заполняют испытываемым топливом и на нее навинчивают верхнюю камеру, снабженную манометром. Собранный прибор погружают в ванну с жидкостью, в которой поддерживается постоянная температура. После того, как показания манометра перестанут изменяться, берут последнее показание манометра и, внеся поправку на изменение давления воздуха от температуры, получают давление насыщенных паров топлива. [c.24]

    При прочих равных условиях интенсивность кавитации увеличивается при использовании топлив с большим давлением насыщенного пара. Наибольшая кавитация возникает, если топливо кипит, т. е. когда давление насыщенных паров топлива равно внешнему давлению. Таким образом, чем больше давление насыщенных паров топлива, тем меньше высота, на которой это топливо закипит и будет наблюдаться наибольшая кавитация. Так, например, топливо с давлением паров, равным 360 мм рт. ст. при 20° С, закипит на высотке 9,5 км, а топливо с давлением паров, равным 40 мм рт. ст. при 20° С, закипит на высоте 20,5 км. [c.53]

    Пределы давления насыщенных паров, при которых возможно образование взрывоопасных смесей, мм рт. ст……. [c.87]

    В связи с внедрением в промышленности новых процессов переработки, а также изменением требований к ассортименту и качеству нефтепродуктов предлагается пересмотреть программу исследования нефтей с целью расширения и уточнения ее [21], Расширенной программой исследования нефтей предусматривается определение кривых разгонки нефти, устанавливающих зависимость выхода фракций от температуры кипения и определяющих их качество давления насыщенных паров содержания серы асфальтенов смол силикагелевых парафинов кислотного числа коксуемости зольности элементного состава основных эксплуатационных свойств топливных фракций (бензинов, керосинов, дизельного топлива) группового углеводородного состава узких бензиновых фракций выхода сырья для каталитического крекинга, его состава и содержания в нем примесей, дезактивирующих катализатор потенциального содержания дистиллятных и остаточных масел качества и выхода остатка.[c.35]

    Давление насыщенных паров определяют по увеличению объема паровоздушной смеси после испарения топлива в бюретке при постоянном давлении и соотношении жидкой и паровой фаз 1 1. [c.24]

    Номограмма UOP составлена для вычисления давления насыщенных паров в интервале 1,3—1,07-105 Па для фракций с температурой кипения 160-650°С и в интервале температур 40— 370°С. Среднее отклонение расчета по уравнению составляет 1,57о, максимальное 4%. [c.41]

    Определение давления насыщенных паров по ГОСТ 6668—53 (метод Валявского—Бударова) производится в специальном приборе (рис. 9). [c.24]

    Таким образом, при высотных полетах прокачиваемость топлива будет определяться давлением его насыщенного пара. [c.53]

    Для суждения о надежности предлагаемых методик, очевидно, потребуется сопоставление экспериментальных и расчетных данных по истинным температурам кипения тяжелых остатков. Для пересчета истинных температур кипения нефтяных фракций при остаточном давлении на атмосферное давление используют различные эмпирические методы, основанные на закономерностях изменения давления насыщенных паров инди—200 Д S -9 видуальных углеводородов. [c.22]


    Пределы давления насыщенных паров, при которых образуются 8-95 8-95 [c.107]

    Жидкости для гидравлических систем на основе минеральных масел могут применяться для работы в условиях температур не выше 120° С. С применением в гидравлических системах инертных газов, уменьшающих окисление жидкости, максимальная температура может быть повышена до 180—200° С. Однако даже при этих температурах минеральные жидкости работают ненадежно, так как повышается давление насыщенных паров и появляется опасность кавитационного режима работы насосов. В связи с этим для работы в условиях температур выше 150—170° С должны применяться специальные жидкости на синтетической основе. В частности, находят применение жидкости на кремнийорганической основе. Полисилоксановые жидкости имеют хорошие вязкостно-температурные характеристики, высокую механическую прочность и устойчивость против окисления. Кроме того, эти жидкости являются огнестойкими. [c.217]

    Для давления насыщенных паров нормальных парафиновых углеводородов предложено следующее уравнение  [c.42]

    Концентрацию паров топлива в воздухе можно вычислить, если известны температура и давление его насыщенных паров при данной температуре по формуле [c.229]

    Содержание бензина Б-95/130 в топливе ТС-1, % объемные Давление насыщенных паров при 38 °С. мм рт. ст. Температура вспышки в приборе закрытого типа, °С [c.238]

    Важную роль при расчете процессов перегонки и ректификации нефтей и нефтяных фракций играют данные по физико-химическим и термодинамическим свойствам нефтяных смесей, такие как плотность, молекулярная масса, давление насыщенных паров, летучесть и энтальпия.[c.38]

    Для характеристики состава непрерывных смесей вместо температуры в качестве аргумента распределения можно использовать коэффициент относительной летучести а [17] или давление насыщенного пара [18] компонента, т. е. величины, зависящие непосредственно от температуры. Характерной особенностью функций распределения с (а) является то, чго они имеют максимум с острым пиком, резко сдвинутым в сторону нанболее высококипящих компонентов [17]. [c.34]

    Разе —давление насыщенных паров топлива, мм рт. ст. АРкав — величина кавитационного запаса, мм рт. ст. [c.53]

    К1 — константа фазового равновесия -го компонента — расход жидкостного потока, кмоль/ч и — расход 1-го компонента в жидкостном потоке, кмоль/ч М. — молекульная масса, кг/моль N — число теоретических тарелок число секций И — число реальных тарелок Р — общее давление в системе, Па Р — давление насыщенных паров г-го компонента, Па ДЯ— перепад давления, Па р — общее число компонентов смеси С — тепловая нагрузка, Вт й — флегмовое число (R=L D) [c. 8]

    Тепловой эффект реакции с/р = 1000 ккал кг образовавшегося полиэтилена теплоемкость полиэтилепа сп = 0,6 ккал/кг. Температура бензипа, подаваемого в реактор, 40 С, раствора катализаторного комплекса 30 С, этилена 40 С. Отвод избыточного тепла реакции осуществляется путем отдува из реактора части этилена, насыщенного парами бензина, охлаждения отдуваемого потока, конденсации паров бензина и возврата конденсата и песконденсировавшегося этилена в реактор. [c.303]

    При перекачке топлива по топливной системе на отдельных ее участках давление, под которым находится топливо, может быть даже меньше внешнего атмосферного давления. Следовательно, для определения высотности топливной системы необходимо сопоставлять давление насыщенных паров топлива не с атмосферным давлением, а с наименьшим давлением, под которым находится топливо в топливной системе. Таким давлением является давление на входе в топливный насос (р )- Если давление насыщенных паров топлива (Рндс) ньше, чем давление на входе в насос, то заметной кавитации нет и насос работает нормально. Если давление насыщенных паров топлива равно или больше, чем давление на входе в насос, то возникает кавитация, производительность насоса резко уменьшается, прокачка топлива нарушается. [c.53]

    Существенную роль в процессе смесеобразования играет давление паров топлива при высоких температурах. В передней части камеры сгорания газотурбинных двигателей температура воздуха на входе в камеру сгорания достигает 300° С, давление насыщенных паров, авиационных бензинов — 25 кГ/см , керосинов — более ЪкПсм . Чем выше давление паров топлива, тем больше скорость их испарения и лучше смесеобразование. [c.73]

    Чем выше степень распыления, тем легче воспламеняется топливо, так как поверхность испарения увеличивается, а затраты энергии и времени на нагрев и испарение отдельных капель уменьшаются. Тяжелое топливо с низким давлением насыщенного пара требует для своего воспламенения большей степени распыления, т. е. большего давления перед форсункой (рис. 49). Если 10% авиационного бензина выкипает до 80° С, то для удовлетворительного воспламенения требуется давление перед форсункой 3 кПсм . Авиационный керосин, 10% которого выкипает до-160° С, удовлетворительно воспламеняется при давлении 9 кГ/см . [c.79]

    Давленпе насыщенных паров топлива можно для практических целей с достаточной точностью вычислить по формуле М. Е. Тарарышкина и [c.238]

    Рис, 1-18. Номограм.ма для расчета дав-чения насыщенных паров парафиновых углеводородов. [c.42]


Насыщенный пар и его свойства

Наверняка многим приходилось наблюдать картину, как стоящая открытой емкость с водой через некоторое время оказывается пустой. Если же ее прикрыть крышкой, то вода никуда не девается. Причина всем известна – вода испаряется. Объяснение такому явлению простое: часть молекул воды имеет достаточно большую скорость движения для того, чтобы покинуть жидкость. Вот этот процесс перехода жидкости в газообразное состояние и называется испарением.

Другой процесс, а именно превращение пара в жидкость, называется конденсацией. Эти два процесса, испарение и конденсация, идут постоянно: часть воды испаряется, часть – конденсируется. Если объем над поверхностью воды неограничен, то преобладает процесс испарения. Испарившаяся вода удаляется, как, например, происходит над поверхностью открытой воды, и жидкость постепенно переходит в газообразное состояние – пар.

А вот если объем свободного пространства над жидкостью ограничен, то возникает несколько другая ситуация. Испарившаяся вода не может покинуть этот объем, и над поверхностью воды образуется насыщенный пар. Так называется пар, находящийся в состоянии равновесия, когда количество испарившейся воды и конденсировавшегося пара равны. Вода не убывает и не прибывает, наступает состояние равновесия между испарением и конденсацией.

Теперь мы знаем, что такое насыщенный пар, и его свойства, возможно, окажутся для нас достаточно любопытными. Мы с самого начала определили, что объем свободного пространства над поверхностью жидкости ограничен. Над ней образовался насыщенный пар. А если теперь этот свободный объем уменьшить? Что будет? В этом случае установившееся равновесие между конденсацией и испарением нарушится. Начнет преобладать процесс конденсации, объем влаги увеличится, а пара – уменьшится.

Давление пара, при котором он находится в равновесии с жидкостью, называется давлением насыщенного пара. Если мы уменьшаем объем свободного пространства над водой, то давление пара увеличивается. Следствием этого и будет переход пара в воду. При увеличенном давлении жидкость занимает меньше места, чем насыщенный пар. Из этого следует еще один вывод: если температура постоянна, то давление насыщенного пара при любом объеме одинаково.

Существует еще один вариант поведения пара – объем над поверхностью воды уменьшают, а переход пара в жидкость не происходит. Значит, над поверхностью находится ненасыщенный пар. В дальнейшем, при уменьшении объема при постоянной температуре, пар начинает превращаться в воду – значит, образовался насыщенный пар. Но не зря было оговорено условие, что все происходит при постоянной температуре. Существует определенное ее значение, при котором пар может превратиться в жидкость.

Это значение называется критической температурой. Вещество остается газом при температуре выше критической, если же она ниже критической, то газ превращается в жидкость. Каждое вещество имеет свое значение критической температуры. Стоит отметить еще две особенности пара: он может быть как влажный, так и сухой насыщенный пар. Во влажном присутствуют капли воды, а сухой пар не содержит влаги.

Существует еще так называемый перегретый пар – это сухой пар с температурой выше критической. В этом случае считается, что в замкнутом объеме уже нет жидкости, а присутствует исключительно пар. Перегретый пар в основном используется в технике и энергетике. Высокая температура перегретого пара позволяет транспортировать его с помощью паропроводов и использовать в паровых турбинах. Благодаря отсутствию воды в перегретом паре срок службы турбины увеличивается.

В статье рассмотрено, что собой представляет насыщенный пар, его виды и свойства, а также процесс его образования и превращения в жидкость.

Давление насыщенного пара — Класс!ная физика

Давление насыщенного пара

Подробности
Просмотров: 826

«Физика — 10 класс»

Как вы думаете, что будет происходить с насыщенным паром, если уменьшить занимаемый им объём: например, если сжимать пар, находящийся в равновесии с жидкостью в цилиндре под поршнем, поддерживая температуру содержимого цилиндра постоянной?

При сжатии пара равновесие начнёт нарушаться. Плотность пара в первый момент немного увеличится, и из газа в жидкость начнёт переходить большее число молекул, чем из жидкости в газ. Ведь число молекул, покидающих жидкость в единицу времени, зависит только от температуры, и сжатие пара это число не меняет. Процесс продолжается до тех пор, пока вновь не установится динамическое равновесие и плотность пара, а значит, и концентрация его молекул не примут прежних своих значений. Следовательно,

концентрация молекул насыщенного пара при постоянной температуре не зависит от его объёма.

Так как давление пропорционально концентрации молекул (р = nkT), то из этого определения следует, что давление насыщенного пара не зависит от занимаемого им объёма.

Давление рн. п пара, при котором жидкость находится в равновесии со своим паром, называют давлением насыщенного пара.

При сжатии насыщенного пара всё большая часть его переходит в жидкое состояние. Жидкость данной массы занимает меньший объём, чем пар той же массы. В результате объём пара при неизменной его плотности уменьшается.

Газовые законы для насыщенного пара несправедливы (при любом объёме при постоянной температуре давление насыщенного пара одинаково). В то же время состояние насыщенного пара достаточно точно описывается уравнением Менделеева-Клапейрона.

Ненасыщенный пар

>Если пар постепенно сжимают при постоянной температуре, а превращение его в жидкость не происходит, то такой пар называют ненасыщенным.

При уменьшении объёма (рис. 11.1) давление ненасыщенного пара увеличивается (участок 1—2) подобно тому, как изменяется давление при уменьшении объёма идеального газа. При определённом объёме пар становится насыщенным, и при дальнейшем его сжатии происходит превращение его в жидкость (участок 2—3). В этом случае над жидкостью уже будет находиться насыщенный пар.

Как только весь пар превратится в жидкость, дальнейшее уменьшение объёма вызовет резкое увеличение давления (жидкость малосжимаема).

Однако пар превращается в жидкость не при любой температуре. Если температура выше некоторого значения, то, как бы мы ни сжимали газ, он никогда не превратится в жидкость.

>Максимальная температура, при которой пар ещё может превратиться в жидкость, называется критической температурой.

Каждому веществу соответствует своя критическая температура, у гелия Tкр = 4 К, у азота Tкр = 126 К.

Состояние вещества при температуре выше критической называется газом; при температуре ниже критической, когда у пара есть возможность превратиться в жидкость, — паром.


Свойства насыщенного и ненасыщенного пара различны.

Зависимость давления насыщенного пара от температуры.

Состояние насыщенного пара, как показывает опыт, приближённо описывается уравнением состояния идеального газа (10.4), а его давление определяется формулой

рн. п = nkT.         (11.1)

С ростом температуры давление растёт.

Так как давление насыщенного пара не зависит от объёма, то, следова тельно, оно зависит только от температуры.

Однако зависимость давления рн. п от температуры Т, найденная экспериментально, не является прямо пропорциональной, как у идеального газа при постоянном объёме. С увеличением температуры давление реального насыщенного пара растёт быстрее, чем давление идеального газа (рис. 11.2, участок кривой АВ). Это становится очевидным, если провести изохоры идеального газа через точки А и В (штриховые прямые). Почему это происходит?

При нагревании жидкости в закрытом сосуде часть жидкости превращается в пар. В результате согласно формуле (11.1) давление насыщенного пара растёт не только вследствие повышения температуры жидкости, но и вследствие увеличения концентрации молекул (плотности) пара.

В основном увеличение давления при повышении температуры определяется именно увеличением концентрации. Главное различие в поведении идеального газа и насыщенного пара состоит в том, что при изменении температуры пара в закрытом сосуде (или при изменении объёма при постоянной температуре) изменяется масса пара.

Почему составляются таблицы зависимости давления насыщенного пара от температуры и нет таблиц зависимости давления газа от температуры?

Жидкость частично превращается в пар, или, напротив, пар частично конденсируется. С идеальным газом ничего подобного не происходит.

Когда вся жидкость испарится, пар при дальнейшем нагревании перестанет быть насыщенным и его давление при постоянном объёме будет возрастать прямо пропорционально абсолютной температуре (см. рис. 11.2, участок кривой ВС).

Кипение.

По мере увеличения температуры жидкости интенсивность испарения увеличивается. Наконец, жидкость начинает кипеть. При кипении по всему объёму жидкости образуются быстро растущие пузырьки пара, которые всплывают на поверхность.

Кипение — это процесс парообразования, происходящий по всему объёму жидкости при температуре кипения.

При каких условиях начинается кипение?

На что расходуется при кипении подводимое к жидкости тепло с точки зрения молекулярно-кинетической теории?

Температура кипения жидкости остаётся постоянной. Это происходит потому, что вся подводимая к жидкости энергия расходуется на превращение её в пар.

В жидкости всегда присутствуют растворённые газы, выделяющиеся на дне и стенках сосуда, а также на взвешенных в жидкости пылинках, которые являются центрами парообразования. Пары жидкости, находящиеся внутри пузырьков, являются насыщенными. С увеличением температуры давление насыщенных паров возрастает и пузырьки увеличиваются в размерах. Под действием выталкивающей силы они всплывают вверх. Если верхние слои жидкости имеют более низкую температуру, то в этих слоях происходит конденсация пара в пузырьках. Давление стремительно падает, и пузырьки захлопываются. Захлопывание происходит настолько быстро, что стенки пузырька, сталкиваясь, производят нечто вроде взрыва. Множество таких микровзрывов создаёт характерный шум. Когда жидкость достаточно прогреется, пузырьки перестанут захлопываться и всплывут на поверхность. Жидкость закипит.

Зависимость давления насыщенного пара от температуры объясняет, почему температура кипения жидкости зависит от давления на её поверхность. Пузырёк пара может расти, когда давление насыщенного пара внутри его немного превосходит давление в жидкости, которое складывается из давления воздуха на поверхность жидкости (внешнее давление) и гидростатического давления столба жидкости.

Обратим внимание на то, что испарение жидкости происходит и при температурах, меньших температуры кипения, но только с поверхности жидкости, при кипении же образование пара происходит по всему объёму жидкости.

Кипение начинается при температуре, при которой давление насыщенного пара в пузырьках сравнивается и становится чуть больше давления в жидкости.

Чем больше внешнее давление, тем выше температура кипения.

Так, в паровом котле при давлении, достигающем 1,6 • 106 Па, вода не кипит и при температуре 200 °С. В медицинских учреждениях в герметически закрытых сосудах — автоклавах (рис. 11.3) кипение воды также происходит при повышенном давлении. Поэтому температура кипения жидкости значительно выше 100 °С. Автоклавы применяют, например, для стерилизации хирургических инструментов, ускорения приготовления пищи (скороварка), консервации пищи, проведения химических реакций.

И наоборот, уменьшая внешнее давление, мы тем самым понижаем температуру кипения.

Откачивая насосом воздух и пары воды из колбы, можно заставить воду кипеть при комнатной температуре. При подъёме в горы атмосферное давление уменьшается, поэтому уменьшается температура кипения. На высоте 7134 м (пик Ленина на Памире) давление приближённо равно 4 • 104 Па (300 мм рт. ст.). Вода кипит там примерно при 70 °С. Сварить мясо в этих условиях невозможно.

У каждой жидкости своя температура кипения, которая зависит от свойств жидкости. При одной и той же температуре давление насыщенного пара разных жидкостей различно.

Например, при температуре 100 °С давление насыщенных паров воды равно 101 325 Па (760 мм рт. ст.), а паров ртути — всего лишь 117 Па (0,88 мм рт. ст.). Так как кипение происходит при той же температуре, при которой давление насыщенного пара равно внешнему давлению, то вода при 100 °С закипает, а ртуть нет. Кипит ртуть при температуре 357 °С при нормальном давлении.

Источник: «Физика — 10 класс», 2014, учебник Мякишев, Буховцев, Сотский



Основы термодинамики. Тепловые явления — Физика, учебник для 10 класса — Класс!ная физика

Насыщенный пар — Давление насыщенного пара — Влажность воздуха — Примеры решения задач по теме «Насыщенный пар. Влажность воздуха» — Кристаллические тела — Аморфные тела — Внутренняя энергия — Работа в термодинамике — Примеры решения задач по теме «Внутренняя энергия. Работа» — Количество теплоты. Уравнение теплового баланса — Примеры решения задач по теме: «Количество теплоты. Уравнение теплового баланса» — Первый закон термодинамики — Применение первого закона термодинамики к различным процессам — Примеры решения задач по теме: «Первый закон термодинамики» — Второй закон термодинамики — Статистический характер второго закона термодинамики — Принцип действия тепловых двигателей. Коэффициент полезного действия (КПД) тепловых двигателей — Примеры решения задач по теме: «КПД тепловых двигателей»

Дайте определение насыщенного пара. Насыщенный пар, кипение, влажность воздуха

Пар, находящийся в соприкосновении с водой имеющий одинаковую с ней температуру, равную температуре кипения при данном давлении, называется насыщенным паром. Насыщенный пар может быть влажным и сухим. Влажным насыщенным паром называется насыщенный пар содержащий мельчaйшие частицы воды, т. е. представляющий собой смесь пара и воды. Пар, получаемый в паровом котле, содержит обычно 2-5% воды (т. е. степень сухости пара соответственно равна 98-95%). Сухим насыщенным паром называется насыщенный пар, полностью освобожденный от примесей воды. Перегретым называется пар, имеющий более высокую температуру, чем насыщенный пар того же давления.

Назначение дымососа и вентилятора. Порядок пуска и остановки дымососа, вентилятара

Дутьевые вентиляторы служат для подачи воздуха в топку котла. Дымовые трубы и дымососы создают тягу (разрежение), которая нужна для беспрерывного подвода свежего воздуха в топку и удаления из нее продуктов сгорания топлива. Дымососы устанавливаются в тех случаях, когда дымовая труба не может обеспечить необходимую тягу. Устройство дымососа аналогично устройству вентилятора (но имеет ряд особенностей: корпус из жаропрочной стали , в масленой ванне размещён змеевик с подводом воды для охлаждения масла, корпус покрывается тепловой изоляцией).

Пуск дымососа : Полностью закрыть шибер на всасывающем патрубке (перед дымососом) и включить электродвигатель . Проверить отсутствие посторонних шумов, задеваний движущихся частей о корпус, вибраций подшипников, правильное вращение рабочего колеса. Далее медленно открываем шибер (чтобы ток электродвигателя под нагрузкой не превысил допустимого значения). Вначале включаем дымосос, а затем вентилятор.

Остановка : Вначале остановить вентилятор, закрыв шибер вентилятора, а затем дымосос, закрыв шибер дымососа.

Если открытый стакан с водой оставить на долгое время, то в конце концов вода полностью улетучится. Точнее испарится. Что такое испарение и почему оно происходит?

2.7.1 Испарение и конденсация

При данной температуре молекулы жидкости обладают разными скоростями. Скорости большинства молекул находятся вблизи некоторого среднего значения (характерного для этой температуры). Но попадаются молекулы, скорости которых значительно отличаются от средней как в меньшую, так и б´ольшую сторону.

На рис. 2.16 изображён примерный график распределения молекул жидкости по скоростям. Голубым фоном показано то самое большинство молекул, скорости которых группируются около среднего значения. Красный ¾хвост¿ графика это небольшое число ¾быстрых¿ молекул, скорости которых существенно превышают среднюю скорость основной массы молекул жидкости.

Число молекул

Быстрые молекулы

Скорость молекул

Рис. 2.16. Распределение молекул по скоростям

Когда такая весьма быстрая молекула окажется на свободной поверхности жидкости (т. е. на границе раздела жидкости и воздуха), кинетической энергии этой молекулы может хватить на то, чтобы преодолеть силы притяжения остальных молекул и вылететь из жидкости. Данный процесс и есть испарение, а молекулы, покинувшие жидкость, образуют пар.

Итак, испарение это процесс превращения жидкости в пар, происходящий на свободной поверхности жидкости7 .

Может случиться, что через некоторое время молекула пара вернётся обратно в жидкость.

Процесс перехода молекул пара в жидкость называется конденсацией. Конденсация пара процесс, обратный испарению жидкости.

2.7.2 Динамическое равновесие

А что будет, если сосуд с жидкостью герметично закрыть? Плотность пара над поверхностью жидкости начнёт увеличиваться; частицы пара будут всё сильнее мешать другим молекулам жидкости вылетать наружу, и скорость испарения станет уменьшаться. Одновременно начнёт

7 При особых условиях превращение жидкости в пар может происходить по всему объёму жидкости. Данный процесс вам хорошо известен это кипение.

p н = н RT:

увеличиваться скорость конденсации, так как с возрастанием концентрации пара число молекул, возвращающихся в жидкость, будет становиться всё больше.

Наконец, в какой-то момент скорость конденсации окажется равна скорости испарения. Наступит динамическое равновесие между жидкостью и паром: за единицу времени из жидкости будет вылетать столько же молекул, сколько возвращается в неё из пара. Начиная с этого момента количество жидкости перестанет убывать, а количество пара увеличиваться; пар достигнет ¾насыщения¿.

Насыщенный пар это пар, который находится в состоянии динамического равновесия со своей жидкостью. Пар, не достигший состояния динамического равновесия с жидкостью, называется ненасыщенным.

Давление и плотность насыщенного пара обозначаются pн ин . Очевидно, pн ин это максимальные давление и плотность, которые может иметь пар при данной температуре. Иными словами, давление и плотность насыщенного пара всегда превышают давление и плотность ненасыщенного пара.

2.7.3 Свойства насыщенного пара

Оказывается, что состояние насыщенного пара (а ненасыщенного тем более) можно приближённо описывать уравнением состояния идеального газа (уравнением Менделеева Клапейрона). В частности, имеем приближённое соотношение между давлением насыщенного пара и его плотностью:

Это весьма удивительный факт, подтверждаемый экспериментом. Ведь по своим свойствам насыщенный пар существенно отличается от идеального газа. Перечислим важнейшие из этих отличий.

1. При неизменной температуре плотность насыщенного пара не зависит от его объёма.

Если, например, насыщенный пар изотермически сжимать, то его плотность в первый момент возрастёт, скорость конденсации превысит скорость испарения, и часть пара конденсируется в жидкость до тех пор, пока вновь не наступит динамическое равновесие, в котором плотность пара вернётся к своему прежнему значению.

Аналогично, при изотермическом расширении насыщенного пара его плотность в первый момент уменьшится (пар станет ненасыщенным), скорость испарения превысит скорость конденсации, и жидкость будет дополнительно испаряться до тех пор, пока опять не установится динамическое равновесие т. е. пока пар снова не станет насыщенным с прежним значением плотности.

2. Давление насыщенного пара не зависит от его объёма.

Это следует из того, что плотность насыщенного пара не зависит от объёма, а давление однозначно связано с плотностью уравнением (2. 6 ).

Как видим, закон Бойля Мариотта, справедливый для идеальных газов, для насыщенного пара не выполняется. Это и не удивительно ведь он получен из уравнения Менделеева Клапейрона в предположении, что масса газа остаётся постоянной.

3. При неизменном объёме плотность насыщенного пара растёт с повышением температуры и уменьшается с понижением температуры.

Действительно, при увеличении температуры возрастает скорость испарения жидкости. Динамическое равновесие в первый момент нарушается, и происходит дополнительное

испарение некоторой части жидкости. Пара будет прибавляться до тех пор, пока динамическое равновесие вновь не восстановится.

Точно так же при понижении температуры скорость испарения жидкости становится меньше, и часть пара конденсируется до тех пор, пока не восстановится динамическое равновесие но уже с меньшим количеством пара.

Таким образом, при изохорном нагревании или охлаждении насыщенного пара его масса меняется, поэтому закон Шарля в данном случае не работает. Зависимость давления насыщенного пара от температуры уже не будет линейной функцией.

4. Давление насыщенного пара растёт с температурой быстрее, чем по линейному закону.

В самом деле, с увеличением температуры возрастает плотность насыщенного пара, а согласно уравнению (2.6 ) давление пропорционально произведению плотности на температуру.

Зависимость давления насыщенного пара от температуры является экспоненциальной (рис. 2.17 ). Она представлена участком 1–2 графика. Эту зависимость нельзя вывести из законов идеального газа.

изохора пара

Рис. 2.17. Зависимость давления пара от температуры

В точке 2 вся жидкость испаряется; при дальнейшем повышении температуры пар становится ненасыщенным, и его давление растёт линейно по закону Шарля (участок 2–3).

Вспомним, что линейный рост давления идеального газа вызван увеличением интенсивности ударов молекул о стенки сосуда. В случае нагревания насыщенного пара молекулы начинают бить не только сильнее, но и чаще ведь пара становится больше. Одновременным действием этих двух факторов и вызван экспоненциальный рост давления насыщенного пара.

2.7.4 Влажность воздуха

Абсолютная влажность это парциальное давление водяного пара, находящегося в воздухе (т. е. давление, которое водяной пар оказывал бы сам по себе, в отсутствие других газов). Иногда абсолютной влажностью называют также плотность водяного пара в воздухе.

Относительная влажность воздуха » это отношение парциального давления водяного пара в нём к давлению насыщенного водяного пара при той же температуре. Как правило, это

отношение выражают в процентах:

» = p 100%: pн

Из уравнения Менделеева-Клапейрона (2.6 ) следует, что отношение давлений пара равно отношению плотностей. Так как само уравнение (2.6 ), напомним, описывает насыщенный пар лишь приближённо, мы имеем приближённое соотношение:

» = 100%:н

Одним из приборов, измеряющих влажность воздуха, является психрометр. Он включает в себя два термометра, резервуар одного из которых завёрнут в мокрую ткань. Чем ниже влажность, тем интенсивнее идёт испарение воды из ткани, тем сильнее охлаждается резервуар ¾мокрого¿ термометра, и тем больше разность его показаний и показаний сухого термометра. По этой разности с помощью специальной психрометрической таблицы определяют влажность воздуха.

Молекулярно-кинетическая теория позволяет не только понять, почему вещество может находиться в газообразном, жидком и твердом состояниях, но и объяснить процесс перехода вещества из одного состояния в другое.

Испарение и конденсация. Количество воды или любой другой жидкости в открытом сосуде постепенно уменьшается. Происходит испарение жидкости, механизм которого был описан в курсе физики VII класса. При хаотическом движении некоторые молекулы приобретают столь большую кинетическую энергию, что покидают жидкость, преодолевая силы притяжения со стороны остальных молекул.

Одновременно с испарением происходит обратный процесс — переход части хаотически движущихся молекул пара в жидкость. Этот процесс называют конденсацией. Если сосуд открытый, то покинувшие жидкость молекулы могут и не возвратиться в

жидкость. В этих случаях испарение не компенсируется конденсацией и количество жидкости уменьшается. Когда поток воздуха над сосудом уносит образовавшиеся пары, жидкость испаряется быстрее, так как у молекулы пара уменьшается возможность вновь вернуться в жидкость.

Насыщенный пар. Если сосуд с жидкостью плотно закрыть, то убыль ее вскоре прекратится. При неизменной температуре система «жидкость — пар» придет в состояние теплового равновесия и будет находиться в нем сколь угодно долго.

В первый момент, после того как жидкость нальют в сосуд и закроют его, она будет испаряться и плотность пара над жидкостью — увеличиваться. Однако одновременно с этим будет расти число молекул, возвращающихся в жидкость. Чем больше плотность пара, тем большее число молекул пара возвращается в жидкость. В результате в закрытом сосуде при постоянной температуре в конце концов установится динамическое (подвижное) равновесие между жидкостью и паром. Число молекул, покидающих поверхность жидкости, будет равно числу молекул пара, возвращающихся за то же время в жидкость. Одновременно с процессом испарения происходит конденсация, и оба процесса в среднем компенсируют друг друга.

Пар, находящийся в динамическом равновесии со своей жидкостью, называют насыщенным паром. Это название подчеркивает, что в данном объеме при данной температуре не может находиться большее количество пара.

Если воздух из сосуда с жидкостью предварительно откачан, то над поверхностью жидкости будет находиться только насыщенный пар.

Давление насыщенного пара. Что будет происходить с насыщенным паром, если уменьшать занимаемый им объем, например сжимать пар, находящийся в равновесии с жидкостью в цилиндре под поршнем, поддерживая температуру содержимого цилиндра постоянной?

При сжатии пара равновесие начнет нарушаться. Плотность пара в первый момент немного увеличивается, и из газа в жидкость начинает переходить большее число молекул, чем из жидкости в газ. Это продолжается до тех пор, пока вновь не установится равновесие и плотность, а значит, и концентрация молекул не примет прежнее значение. Концентрация молекул насыщенного пара, следовательно, не зависит от объема при постоянной температуре.

Так как давление пропорционально концентрации в соответствии с формулой то из независимости концентрации (или плотности) насыщенных паров от объема следует независимость давления насыщенного пара от занимаемого им объема.

Независимое от объема давление пара при котором жидкость находится в равновесии со своим паром, называют давлением насыщенного пара.

При сжатии насыщенного пара все большая часть его переходит в жидкое состояние. Жидкость данной массы занимает меньший объем, чем пар той же массы. В результате обьем пара при неизменной его плотности уменьшается.

Мы много раз употребляли слова «газ» и «пар». Никакой принципиальной разницы между газом и паром нет, и эти слова в общем-то равноправны. Но мы привыкли к определенному, относительно небольшому интервалу температуры окружающей среды. Слово «газ» обычно применяют к тем веществам, давление насыщенного пара которых при обычных температурах выше атмосферного (например, углекислый газ). Напротив, о паре говорят тогда, когда при комнатной температуре давление насыщенного пара меньше атмосферного и вещество более устойчиво в жидком состоянии (например, водяной пар).

Независимость давления насыщенного пара от объема установлена на многочисленных экспериментах по изотермическому сжатию пара, находящегося в равновесии со своей жидкостью. Пусть вещество при больших объемах находится в газообразном состоянии. По мере изотермического сжатия плотность и давление его увеличиваются (участок изотермы АВ на рисунке 51). При достижении давления начинается конденсация пара. В дальнейшем при сжатии насыщенного пара давление не меняется до тех пор, пока весь пар не обратится в жидкость (прямая ВС на рисунке 51). После этого давление при сжатии начинает резко возрастать (отрезок кривой так как жидкости мало сжимаемы.

Изображенная на рисунке 51 кривая носит название изотермы реального газа.

Прежде, чем отвечать на вопрос, поставленный в названии статьи, разберемся, что такое пар. Образы, возникающие у большинства людей при этом слове: кипящий чайник или кастрюля, парилка, горячий напиток и еще множество подобных картинок. Так или иначе, в наших представлениях присутствует жидкость и газообразная субстанция, поднимающаяся над ее поверхностью. Если вас попросят привести пример пара, вы сразу вспомните водяной пар, пары спирта, эфира, бензина, ацетона.

Существует еще одно слово для обозначения газообразных состояний – газ . Здесь мы обычно вспоминаем кислород, водород, азот и другие газы, не ассоциируя их с соответствующими жидкостями. При этом хорошо известно, что они существуют и в жидком состоянии. На первый взгляд различия заключаются в том, что пар соответствует естественным жидкостям, а газы надо сжижать специально. Однако это не совсем верно. Более того, образы, возникающие при слове пар – паром не являются. Чтобы дать более точный ответ, разберемся, как возникает пар.

Чем отличается пар от газа?

Агрегатное состояние вещества задается температурой, точнее соотношением между энергией, с которой взаимодействуют его молекулы и энергией их теплового хаотического движения. Приближенно, можно считать, что если энергия взаимодействия значительно больше – твердое состояние, если значительно больше энергия теплового движения — газообразное, если энергии сравнимы – жидкое.

Получается, чтобы молекула могла оторваться от жидкости и участвовать в образовании пара, величина тепловой энергии должна быть больше энергии взаимодействия. Как это может произойти? Средняя скорость теплового движения молекул равна определенному значению, зависящему от температуры. Однако индивидуальные скорости молекул различны: большая их часть обладает скоростями близкими к среднему значению, но некоторая часть имеет скорости больше средней, некоторая — меньше.

Более быстрые молекулы могут иметь тепловую энергию большую, чем энергия взаимодействия, а значит, попав на поверхность жидкости, способны оторваться от нее, образуя пар. Такой способ парообразования называется испарением . Из-за того же распределения скоростей существует и противоположный процесс — конденсация: молекулы из пара переходят в жидкость. Кстати образы, которые обычно возникают при слове пар, это не пар, а результат противоположного процесса — конденсации. Пар увидеть нельзя.

Пар при определенных условиях может стать жидкостью, но для этого его температура не должна превышать определенного значения. Это значение называется критической температурой. Пар и газ — газообразные состояния, отличающиеся температурой, при которой они существуют. Если температура не превышает критической — пар, если превышает – газ. Если поддерживать температуру постоянной и уменьшать объем, пар — сжижается, газ – не сжижается.

Что такое пар насыщенный и ненасыщенный

Само слово «насыщенный» несет определенную информацию, трудно насытить большую область пространства. Значит, чтобы получить насыщенный пар, надо ограничить пространство, в котором находится жидкость . Температура при этом должна быть меньше критической для данного вещества. Теперь испарившиеся молекулы остаются в пространстве, где находится жидкость. Сначала большинство переходов молекул будет происходить из жидкости, при этом плотность пара будет повышаться. Это в свою очередь вызовет большее число обратных переходов молекул в жидкость, что увеличит скорость процесса конденсации.

Наконец, устанавливается состояние, для которого среднее число молекул, переходящих из одной фазы в другую будет равным. Такое состояние называется динамическое равновесие . Для этого состояния характерно одинаковое изменение величины и направления скоростей испарения и конденсации. Это состояние соответствует насыщенному пару. Если состояние динамического равновесия не достигнуто, это соответствует ненасыщенному пару.

Начинают изучение какого-то объекта, всегда с самой простой его модели. В молекулярно-кинетической теории это — идеальный газ. Основные упрощения здесь — пренебрежение собственным объемом молекул и энергией их взаимодействия. Оказывается, подобная модель вполне удовлетворительно описывает ненасыщенный пар. Причем чем менее он насыщен, тем правомернее ее применение. Идеальный газ — это газ, он не может стать ни паром, ни жидкостью. Следовательно, для насыщенного пара подобная модель не является адекватной.

Основные отличия насыщенного пара от ненасыщенного

  1. Насыщенный означает, что данный объект имеет самое большое из возможных значений некоторых параметров. Для пара — это плотность и давление . Эти параметры для ненасыщенного пара имеют меньшие значения. Чем дальше пар от насыщения, тем меньше эти величины. Одно уточнение: температура сравнения должна быть постоянной.
  2. Для ненасыщенного пара выполняется закон Бойля-Мариотта : если температура и масса газа постоянны, увеличение или уменьшение объема, вызывает уменьшение или увеличение давления во столько же раз, давление и объем — связаны обратно пропорциональной зависимостью. Из максимальности плотности и давления при постоянной температуре вытекает их независимость от объема насыщенного пара, получается, что для насыщенного пара давление и объем — не зависят друг от друга.
  3. Для ненасыщенного пара плотность не зависит от температуры , и если объем сохраняется, не меняется и значение плотности. Для насыщенного пара при сохранении объема плотность изменяется, если изменяется температура. Зависимость в данном случае прямая. Если увеличивается температура, увеличивается и плотность, если температура уменьшается, так же изменяется плотность.
  4. Если объем постоянен, ненасыщенный пар ведет себя в соответствии с законом Шарля: при увеличении температуры во столько же раз увеличивается и давление. Такая зависимость называется линейной. У насыщенного пара при увеличении температуры давление возрастает быстрее, чем у ненасыщенного пара. Зависимость имеет экспоненциальный характер.

Подводя итог, можно отметить значительные различия свойств сравниваемых объектов. Основное отличие в том, что пар, в состоянии насыщения, нельзя рассматривать в отрыве от его жидкости. Это двухкомпонентная система, к которой нельзя применять большинство газовых законов.

Насыщенный пар.

Если сосуд с жидкостью плотно закрыть, то сначала количество жидкости уменьшится, а затем будет оставаться постоянным. При неиз менн ой температуре система жидкость — пар придет в состояние теплового равновесия и будет находиться в нем сколь угодно долго. Одновременно с процессом испарения происходит и конденсация, оба процесса в среднем комп енсируют друг друга. В первый момент, после того как жидкость нальют в сосуд и закроют его, жидкость будет испаряться и плотность пара над ней будет увеличиваться. Однако одновременно с этим будет расти и число молекул, возвращающихся в жидкость. Чем больше плотность пара, тем большее число его молекул возвращается в жидкость. В результате в закрытом сосуде при постоянной температуре установится динамическое (подвижное) равновесие между жидкостью и паром, т. е. число молекул, покидающих поверхность жидкости за некото р ый промежуток времени, будет равно в среднем числу молекул пара, возвратившихся за то же время в жидкост ь. Пар, нах одящийся в динамическом равновесии со своей жидкостью, называют насыщенным паром. Это определение подчерки вает, что в данном объеме при данной температуре не может находиться большее количество пара.

Давление насыщенного пара .

Что будет происходить с насыщенным паром, если уменьшить занимаемый им объем? Например, если сжимать пар, находящийся в равновесии с жидкостью в цилиндре под поршнем, поддерживая температуру содержимого цилиндра постоянной. При сжатии пара равновесие начнет нарушаться. Плотность пара в первый момент немного увеличится, и из газа в жидкость начнет переходить большее число молекул, чем из жидкости в газ. Ведь число молекул, покидающих жидкость в единицу времени, зависит только от температуры, и сжатие пара это число не меняет. Процесс продолжается до тех пор, пока вновь не установится динамическое равновесие и плотность пара, а значит, и концентрация его молекул не примут прежних своих значений. Следовательно, концентрация молекул насыщенного пара при постоянной температуре не зависит от его объема. Так как давление пропорционально концентрации молекул (p=nkT), то из этого определения следует, что давление насыщенного пара не зависит от занимаемого им объема. Давление p н.п. пара, при котором жидкость находится в равновесии со своим паром, называют давлением насыщенного пара.

Зависимость давления насыщенного пара от температуры.

Состояние насыщенного пара, как показывает опыт, приближенно описывается уравнением состояния идеального газа, а его давление определяется формулой Р = nкТ С ростом температуры давление растет. Так как давление насыщенного пара не зависит от объема, то, следовательно, оно зависит только от температуры. Однако зависимость р н.п. от Т, найденная экспериментально, не является прямо пропорциональной, как у идеального газа при постоянном объеме. С увеличением температуры давление реального насыщенного пара растет быстрее, чем давление идеального газа (рис. уча сток кривой 12). Почему это происходит? При нагревании жидкости в закрытом сосуде часть жидкости превращается в пар. В результате согласно формуле Р = nкТ давление насыщенного пара растет не только вследствие повышения температуры жидкости, но и вследствие увеличения концентрации молекул (плотности) пара. В основном увеличение давления при повышении температуры определяется именно увеличением конц ентрац ии. (Главное различие в поведении и деального газа и насыщенного пара состоит в том, что при изменении температуры пара в закрытом сосуде (или при изменении объема при постоянной температуре) меняется масса пара. Жидкость частично превращается в пар, или, напротив, пар частично конденсируе тся. С идеальным газом ничего подобного не происходит.). Когда вся жидкость испарится, пар при дальнейшем нагревании перестанет быть насыщенным и его давление при постоянном объеме будет возраст ать прямо пропорционально абсолютной температуре (см. рис., участок кривой 23).

Кипение.

Кипение – это интенсивный переход вещества из жидкого состояния в газообразное, происходящее по всему объему жидкости (а не только с ее поверхности). (Конденсация – обратный процесс.) По мере увеличения температуры жидкости интенсивность испарения увеличивается. Наконец, жидкость начинает кипеть. При кипении по всему объему жидкости образуются быстро растущие пузырьки пара, которые всплывают на поверхность. Температура кипения жидкости остается постоянной. Это происходит потому, что вся подводимая к жидкости энергия расходуется на превращение ее в пар. При каких условиях начинается кипение?

В жидкости всегда присутствуют растворенные газы, выделяющиеся на дне и стенках сосуда, а также на взвешенных в жидкости пылинках, которые являются центрами парообразования. Пары жидкости, находящиеся внутри пузырьков, являются насыщенными. С увеличением температуры давление насыщенных паров возрастает и пузырьки увеличиваются в размерах. Под действием выталкивающей силы они всплывают вверх. Если верхние слои жидкости имеют более низкую температуру, то в этих слоях происходит конденсация пара в пузырьках. Давление стремительно падает, и пузырьки захлопываются. Захлопывание происходит настолько быстро, что стенки пузырька, сталкиваясь, производят нечто вроде взрыва. Множество таких микровзрывов создает характерный шум. Когда жидкость достаточно прогреется, пузырьки перестанут захлопываться и всплывут на поверхность. Жидкость закипит. Понаблюдайте внимательно за чайником на плите. Вы обнаружите, что перед закипанием он почти перестает шуметь. Зависимость давления насыщенного пара от температуры объясняет, почему температура кипения жидкости зависит от давления на ее поверхность. Пузырек пара может расти, когда давление насыщенного пара внутри него немного превосходит давление в жидкости, которое складывается из давления воздуха на поверхность жидкости (внешнее давление) и гидростатического давления столба жидкости. Кипение начинается при температуре, при которой давление насыщенного пара в пузырьках сравнивается с давлением в жидкости. Чем больше внешнее давление, тем выше температура кипения. И наоборот, уменьшая внешнее давление, мы тем самым понижаем температуру кипения. Откачивая насосом воздух и пары воды из колбы, можно заставить воду кипеть при комнатной температуре. У каждой жидкости своя температура кипения (которая остается постоянной, пока вся жидкость не выкипит), которая зависит от давления ее насыщенного пара. Чем выше давление насыщенного пара, тем ниже температура кипения жидкости.

Влажность воздуха и ее измерение.

В окружающем нас воздухе практически всегда находится некоторое количество водяных паров. Влажность воздуха зависит от количества водяного пара, содержащегося в нем. Сырой воздух содержит больший процент молекул воды, чем сухой. Боль шое значение имеет относительная влажность воздуха, сообщения о которой каждый день звучат в сводках метеопрогноза.


Отно сительная влажность — это отношение плотности водяного пара, содержащегося в воздухе, к плотности насыщенного пара при данной температуре, выраженное в процентах (показывает, насколько водяной пар в воздухе близок к насыщению).

Точка росы

Сухость или влажность воздуха зависит от того, насколько близок его водяной пар к насыщению. Если влажный воздух охлаждать, то находящийся в нем пар можно довести до насыщения, и далее он будет конденсироваться. Признаком того, что пар насытился является появление первых капель сконденсировавшейся жидкости — росы. Температура, при которой пар, находящийся в воздухе, становится насыщенным, называется точкой росы. Точка росы также характеризует влажность воздуха. Примеры: выпадение росы под утро, запотевание холодного стекла, если на него подышать, образование капли воды на холодной водопроводной трубе, сырость в подвалах домов. Для измерения влажности воздуха используют измерительные приборы — гигрометры. Существуют несколько видов гигрометров, но основные: волосной и психрометрический.

«Насыщенный пар. Зависимость давления насыщенного пара от температуры. Образование тумана»

Цели:

  • Повторить и углубить знания учащихся об испарении и конденсации.
  • Дать понятие насыщенного и ненасыщенного пара.
  • Доказать, что давление насыщенного пара зависит от температуры.
  • Рассмотреть образование тумана с нескольких точек зрения: туман глазами поэта, туман глазами опытного наблюдателя и физика возникновения тумана.
  • Развивать кругозор обучающихся, воспитывать чувства прекрасного путем использования межпредметных связей.
  • Содействовать формированию навыков сравнения, выделения главного и второстепенного в изучаемом материале, обобщения, логического мышления.
  • Поддерживать интерес к предмету, желание учиться.

Оборудование: телевизор, видеомагнитофон

Подготовка: учащиеся готовят сообщения по темам “ Утренний туман”, “Арктический туман”, “Зимний Ленинградский туман”, “Туман, опускающийся по склону горы к воде”, “Вечерний туман” и подбирают стихотворения.

Ход урока

На доске:

Бледнеет ночь…. Туманов пелена
В лощинах и лугах становится белее,
Звучнее лес, безжизненней луна
И серебро росы на стеклах холоднее.
                                            И.А. Бунин

План изучения нового материала:

  1. Туман с точки зрения поэтов.
  2. Туман с точки зрения опытного наблюдателя.
  3. Насыщенный пар и ненасыщенный пар. Зависимость давления насыщенного пара от температуры.
  4. Физика образования тумана.

I. Итоги и анализ контрольной работы “Основы молекулярно-кинетической теории”

II. Подготовка к изучению нового материала

Учитель: В наше время туманами интересуются не только поэты и художники. Пожалуй, особенно сильно туманы волнуют сегодня диспетчеров аэропортов, капитанов кораблей, водителей автомашин и, конечно же, огромную армию метеорологов, синоптиков.

Вопрос: Почему?

– А как важно было предвидеть появление туманов в дни боевых действий во время Великой отечественной войны! Сколько дерзких операций провели , как говорится, перед носом у противника наши бойцы и партизаны под прикрытием туманов. Недаром в те грозные годы родилась песня:

Ой, туманы мои, растуманы!
Ой, родные поля и луга!
Уходили в поход партизаны,
Уходили в поход на врага!

III. Изучение нового материала

1. Туман глазами поэта и писателя.

Учитель: Туманы хорошо знакомы как живущим в сельской местности, так и жителям городов.

Вопрос: В чем, по вашему мнению, разница восприятия тумана в сельской и городской местности? (ответ: сельский житель обычно рад туману. Он знает, что туман ранней весной предвещает потепление, туман на утренней заре летом связан с выпадением росы, которая напитает растения влагой. Иначе воспринимают туман жители больших современных городов с сильно загрязненным воздухом. Городскому жителю в сильный туман не только трудно ходить по улицам, но и трудно дышать; его физическое состояние сильно ухудшается, портится настроение)

Учитель: В довольно мрачных тонах описывает Э. Верхарн туман, спустившийся в большом городе над загрязненной рекой:

Ученик:

Сплошными белыми пластами
Туман залег между домов…
Туман сырой, туман холодный,
Туман, как белый войлок плотный,
Окутал низкие челны.
Они, закутав якоря,
Туман кровавя нимбом фонаря,
В безумье тихое сейчас погружены…
Седая ночь миры в туманах прячет
И в тусклых душах монотонно плачет.

К счастью, в нашем городе не бывает таких мрачных, унылых туманов. Зато с ними знакомы жители Лондона и Парижа, Лос-Анджелеса и Токио, где слово “туман” связывают со страшным словом “смог”.

Вопрос: несмотря на подобные способные вызвать озноб описания, можно ли отнести его к грозным явлениям природы? (конечно, нет. В давние времена он воспринимался как таинственное явление природы, как нечто незаметно подкрадывающееся, обволакивающее. Возникали различные легенды, сказки. )

Ученик: Существует старинная эстонская сказка “Король туманной горы”(учащийся рассказывает эту сказку- Л.В. Тарасов “Физика в природе”)

Учитель: Поэты всегда любили обращаться к туману, они использовали его как поэтический образ, помогающий выразить самые разные настроения.

2. Туман глазами опытного наблюдателя.

Вопрос: Что собой представляет туман глазами опытного наблюдателя? (ответ: скопление мелких капелек, возникающее при определенных условиях в непосредственной близости от поверхности земли или водной поверхности. Туман стелется над самой поверхностью воды или земли, образуя слой толщиной от метра до десятков метров, иногда до сотен метров).

Вопрос: Когда и где образуется туман? (ответ: где воздух достаточно влажный: в низинах, оврагах, болотах; над поверхностью воды- морские и речные туманы. Утром, вечером, после захода солнца, иногда не прекращаются целые сутки).

Учащиеся описывают 5 конкретных примеров: (утренний туман, арктический туман, зимний Ленинградский туман, опускающийся по склону горы к воде, вечерний туман)

3. Насыщенный и ненасыщенный пар.

Учитель: Прежде чем переходить к физике возникновения тумана, надо выяснить, что такое насыщенный водяной пар.

Релаксационная пауза: (закройте глаза) Предположим, что мы находимся на берегу какого- нибудь водоема и глядим на поверхность воды. Она представляется нам спокойной. Но в действительности перед нами совершается великое множество микрособытий, недоступных нашему взору.

Вопрос: Какие процессы происходят над поверхностью воды?(испарение и конденсация)- повторяется понятие этих явлений и вводится понятие динамического равновесия.

Вместе с учащимися формулируем понятие насыщенного, ненасыщенного и перенасыщенного пара и выясняем зависимость давления насыщенного пара от температуры (демонстрация видео- опытов).

4. Физика образования тумана.

Вопрос: Что такое туман? (это явление выпадение росы, которое происходит не на поверхности земли, воды, листьев, травы, а в объеме воздуха)

Вопрос: При каких условиях возникает туман? (1. Чтобы в воздухе содержалось достаточно большое число ядер конденсации – центров, на которых происходит конденсация пара: ионы, капельки воды, пылинки, частички сажи, всевозможные мелкие загрязнения.

2. Необходимо, чтобы пар был перенасыщенный или хотя – бы насыщенный: плотность водяного пара должна быть больше или равна плотности насыщенного пара)

IV. Закрепление

  1. Зимой в чистом воздухе(в горах, за городом) не образуется при выдыхании воздуха туман. Почему?
  2. Давление водяного пара при 140 С равно 1 к.ПА. Был ли этот пар насыщенным? (работа с таблицей)
  3. Почему кривизна графика неодинакова у разных веществ?

Рис.1

  1. Как объяснить, что динамическое равновесие у разных жидкостей наступает при различных температурах?
  2. Сравните графики зависимости давления от температуры для насыщенного пара и идеального газа. Почему давление насыщенного пара растет быстрее, чем у идеального газа?

Рис. 2

V. Итоги урока

– Что на уроке было главным? Что было интересным? Что новое сегодня узнали? Чему научились?

VI. Домашнее задание:

  1. §72–73 (до пункта “Кипение”)
  2. Задание для желающих: Откройте бутылку лимонада и отлейте из нее один стакан. Затем сразу же плотно закройте ее , сильно встряхните и поставьте на стол. Если теперь бутылку быстро открыть, то все пространство над жидкостью заполнится туманом. Почему? (ответ: потому, что при встряхивании бутылки из лимонада выделяется часть растворенного в нем углекислого газа и давление над поверхностью повышается. При открывании же бутылки давление резко падает и температура водяных паров, содержащихся в бутылке над поверхностью жидкости, понижается. При этом водяной пар конденсируется в мельчайшие водяные капельки, которые и образуют туман).

Испарение и конденсация. Насыщенный пар. Влажность воздуха.

Взаимные превращения жидкостей и газов — это процессы перехода вещества из одного состояния в другое.

Испарение

Испарение – это процесс перехода жидкости в пар (газообразное состояние).
Испарение происходит при любой температуре жидкости.

Пар — это газообразное состояние вещества, в которое переходят жидкости при испарении.

Молекулы жидкости при тепловом движении движутся с разными скоростями. Самые быстрые молекулы способны преодолеть притяжение остальных молекул и  выскочить   из жидкости.
Эти молекулы  образуют   пары в воздухе.

Скорость испарения жидкости зависит от:

— температуры  (чем выше температура жидкости,  тем большей скоростью обладают ее молекулы)
— от площади поверхности испаряющейся жидкости (чем больше площадь поверхности, тем большее число быстрых молекул покидает жидкость)
—  от наличия ветра над поверхностью жидкости

Так как при испарении жидкость покидают наиболее быстрые молекулы, обладающие соответственно большей кинетической энергией,  средняя кинетическая энергия молекул жидкости уменьшается, значит  температура жидкости при испарении  понижается.

Насыщенный пар

Рассмотрим процесс образования  насыщенного пара:

В сосуд наливаем жидкость и закрываем его. Жидкость в сосуде начинает испаряться, и плотность пара над жидкостью в сосуде увеличивается.
 В результате теплового движения часть молекул водяного пара возвращается в жидкость. Чем больше плотность водяных паров в сосуде, тем большее число молекул пара возвращается в жидкость.

Через некоторое время в сосуде устанавливается динамическое равновесие  между жидкостью и паром:
 число молекул, покинувших жидкость за какой-то отрезок времени,  становится равным числу молекул, возвращающихся в жидкость за такой же отрезок времени.

В сосуде образовался насыщенный пар.

Насыщенный пар – это пар, находящийся в динамическом равновесии со своей жидкостью.

Давление насыщенного пара

Давление насыщенного пара это давление пара, при котором  жидкость  находится в равновесии  со своим паром.

P=nkT


где
n — концентрация молекул пара
k — постоянная Больцмана
Т — температура

Давление и концентрация молекул (плотность)  насыщенного пара  при постоянной температуре не зависят от  занимаемого паром объема.

Давление насыщенного пара зависит только от его температуры.

Давление насыщенного пара  растет как вследствие  повышения температуры жидкости, так и вследствие увеличения  концентрации молекул пара.


Ненасыщенный пар


Пар называется ненасыщенным, если его давление меньше давления насыщенного пара при данной температуре.

Давление ненасыщенного пара зависит от его объема:
при уменьшении объема давление увеличивается, а при увеличении объема — уменьшается.



Кипение


Кипение — это процесс парообразования.

При нагревании жидкости   растворенный в жидкости газ  начинает собираться в пузырьки по всему объему жидкости.
В дальнейшем испарение происходит  не только с поверхности жидкости, но и внутрь пузырьков.
Внутри пузырьков образуется   насыщенный пар.
С повышением  температуры жидкости давление насыщенного пара в пузырьках   растет, что ведет к увеличению объема пузырьков.
Под действием выталкивающей силы пузырьки всплывают к поверхности жидкости, лопаются и выбрасывают пар.

Кипение жидкости начинается при температуре, когда давление насыщенного пара в пузырьках  становится равным давлению в жидкости.

Давление в жидкости =  гидростатическому давлению (давлению высоты столба жидкости) + внешнему атмосферному давлению.

Температурой кипения
 называется температура жидкости, при которой давление ее насыщенного пара равно или больше внешнего давления.

Температура кипения жидкости повышается с ростом внешнего атмосферного давления и понижается при его уменьшении.

Например:
В автоклавах для стерилизации медицинских инструментов создается повышенное давление,  и кипение воды происходит при температуре значительно выше 100С.
На высокогорье, где атмосферное давление ниже нормального, температура кипения воды меньше, чем 100С.

Для поддержания кипения к жидкости надо подводить теплоту, которая расходуется на парообразование, т.к. внутренняя энергия пара больше внутренней энергии жидкости такой же массы.

В процессе кипения температура жидкости остается постоянной.

Влажность воздуха

Влажность воздуха – это содержание водяного пара в воздухе.

Атмосферный воздух состоит из смеси газов и водяных паров.

Влажность воздуха характеризуется следующими величинами:

1. Абсолютная влажность воздуха – это масса водяных паров, содержащихся  в 1 куб. метре воздуха при данных условиях.

Абсолютная влажность воздуха может оцениваться:

а)  через   плотность  водяного пара в воздухе, тогда единицы измерения  – г/м3.
б) в  метеорологии —  через  парциальное давление водяного пара, тогда единицы измерения — мм рт. ст. или Па.

Парциальное давление водяного пара – это  давление, которое производил бы водяной пар, если бы остальные газы воздуха отсутствовали.

2. Относительная влажность воздуха —  это отношение парциального  давления водяного пара, содержащегося  в  воздухе при данной температуре,  к давлению насыщенного водяного пара при  той же  температуре.
Единицы измерения относительной влажности — %.

Y =P/P0*100%

где
р – парциальное давление водяного пара в воздухе   при температуре t
ро —  давление  насыщенного водяного пара  при той же температуре

В прогнозе погоды   указывается  величина относительной влажности воздуха в процентах!

Относительная влажность воздуха показывает как  близко  содержание водяных паров в воздухе к насыщению.
При относительной влажности 100% — в воздухе насыщенный водяной пар.

Прибор для измерения относительной влажности воздуха называется психрометром.

Ошибка 404 — Страница не найдена

ЦинциннатиTripleSteam.org
 

Ошибка 404

Страница не найдена

^ВЕРХ^

Электронная почта

Условия использования ЦинциннатиTripleSteam. 3/кг) энергия (кДж/кг) энтальпия (кДж/кг) энтропия (кДж/кг.К)
МПа °С вф вг уф уг вф хфг хг сф сфг сг

0,001

6,97

0,00100

129. 18

29,3

2384,5

29,3

2484.4

2513.7

0,1059

8.8690

8.9749

0,0012

9,65

0.00100

108,67

40,6

2388.2

40,6

2478. 0

2518.6

0,1460

8.7622

8.9082

0,0014

11.97

0,00100

93,90

50,3

2391.3

50,3

2472,5

2522.8

0,1802

8. 6720

8.8522

0.0016

14.01

0,00100

82,74

58,8

2394.1

58,8

2467,7

2526.5

0,2100

8,5935

8.8035

0,0018

15,84

0,00100

74. 01

66,5

2396.6

66,5

2463.4

2529,9

0,2366

8.5242

8.7608

0,002

17,50

0,00100

66,99

73,4

2398,9

73,4

2459,5

2532. 9

0.2606

8.4620

8.7226

0,003

24.08

0,00100

45,65

101,0

2407.9

101,0

2443.8

2544.8

0,3543

8.2221

8. 5764

0,004

28,96

0,00100

34,79

121,4

2414.5

121,4

2432.3

2553.7

0,4224

8.0510

8.4734

0,006

36,16

0,00101

23,73

151,5

2424. 2

151.5

2415.1

2566.6

0,5208

7.8082

8.3290

0,008

41,51

0,00101

18.10

173,8

2431.4

173,8

2402.4

2576. 2

0,5925

7,6348

8.2273

0,01

45,81

0,00101

14,67

191.8

2437.2

191,8

2392.1

2583,9

0,6492

7.4996

8. 1488

0,012

49,42

0,00101

12.36

206,9

2442.0

206,9

2383.4

2590.3

0,6963

7.3886

8.0849

0,014

52,55

0. 00101

10,69

220,0

2446.1

220,0

2375,8

2595,8

0,7366

7.2945

8.0311

0,016

55.31

0,00102

9.431

231,6

2449. 8

231,6

2369.0

2600.6

0,7720

7.2126

7,9846

0.018

57,80

0,00102

8.443

242,0

2453.0

242,0

2363.0

2605. 0

0,8036

7.1401

7.9437

0,02

60.06

0,00102

7,648

251,4

2456.0

251,4

2357,5

2608.9

0,8320

7.0752

7. 9072

0,03

69.10

0,00102

5.228

289,2

2467,7

289,3

2335.2

2624.5

0.9441

6.8234

7,7675

0,04

75,86

0,00103

3,993

317,6

2476. 3

317,6

2318.5

2636.1

1.0261

6.6429

7,6690

0,06

85,93

0,00103

2,732

360,0

2489.0

359,9

2293.0

2652,9

1. 1454

6.3857

7.5311

0,08

93,49

0,00104

2.087

391,6

2498.2

391.7

2273,5

2665.2

1.2330

6.2009

7.4339

0,1

99,61

0,00104

1,694

417,4

2505. 6

417,5

2257.4

2674,9

1.3028

6.0560

7.3588

0,12

104,78

0,00105

1.428

439.2

2511.7

439,4

2243.7

2683. 1

1.3609

5,9368

7,2977

0,14

109,29

0,00105

1.2366

458,3

2516.9

458,4

2231.6

2690.0

1.4110

5.8351

7. 2461

0,16

113,30

0.00105

1.0914

475,2

2521.4

475,4

2220.6

2696.0

1.4551

5.7463

7.2014

0,18

116. 91

0,00106

0,9775

490,5

2525.5

490,7

2210.7

2701.4

1.4945

5.6676

7.1621

0.2

120.21

0,00106

0,8857

504,5

2529. 1

504,7

2201.5

2706.2

1.5302

5,5967

7.1269

0,3

133,52

0,00107

0,6058

561.1

2543.2

561,4

2163.5

2724.9

1.6717

5.3199

6,9916

0,4

143,61

0,00108

0,4624

604. 2

2553.1

604,7

2133.4

2738.1

1.7765

5.1190

6.8955

0,6

158,83

0,00110

0,3156

669,7

2566,8

670.4

2085.7

2756.1

1.9308

4.8284

6. 7592

0,8

170.41

0,00112

0,2403

720.0

2576.0

720,9

2047.4

2768.3

2.0457

4.6159

6.6616

1

179,88

0,00113

0,1944

761,4

2582,7

762. 5

2014.6

2777.1

2.1381

4.4469

6.5850

Источник данных: NIST Интернет-книга по химии — по состоянию на январь 2008 г.

ЛЭК7

 

1. Давление по сравнению с температура (P-T)

 

2. Давление по сравнению с Объем (P-v)

 

3. Температура по сравнению с Объем (T-v)

 

4. Температура против энтропия (Тс)

 

5. Энтальпия против энтропия (h-s)

 

6. Давление vs. энтальпия (P-h)

 

Термин температура насыщения обозначает температура, при которой происходит парообразование.

 

Для воды при 99,6 С давление насыщения равно 0,1 МПа, а для воды при 0,1 МПа, температура насыщения 99,6 С.

 

Если вещество существует в виде жидкости при температуре насыщения и давление называется насыщенной жидкостью.

 

Если температура жидкости ниже температуры насыщения при существующем давлении она называется переохлажденной жидкостью или сжатой жидкостью.

 

 

1.   Когда вещество существует в виде частично жидкого и частично парообразного состояния при насыщении температуры, его качество определяется как отношение массы пара к общая масса.

2.   Если вещество существует в виде пара при температуре насыщения, оно называется насыщенным паром.

3.   Когда температура пара превышает температуру насыщения температуры, говорят, что он существует в виде перегретого пара.

4.В критической точке состояния насыщенной жидкости и насыщенного пара идентичный.

5.   При сверхкритических давлениях вещество называют просто жидкостью, а не чем жидкость или пар.

6.   Если начальное давление при 20 0 C равно 0,260 кПа, теплопередача приводит к повышению температуры до 10 0 С. Лед проходит прямо из твердой фазы в паровую.

7.   В тройной точке (0,6113 кПа) и температуре 20 0 С, пусть теплопередача увеличивает температуру до тех пор, пока она не достигнет 0.01 0 С. В этот момент дальнейшая теплопередача может привести к тому, что часть льда превратится в пар и некоторые становятся жидкими. Три фазы могут присутствовать одновременно в равновесие.

 

 

 

 

Таблицы термодинамики Свойства

 

Таблицы термодинамических свойств многих вещества доступны, и в целом все они имеют одинаковую форму.

 

пар таблицы выбраны потому, что пар широко используется на электростанциях и промышленные процессы.

Таблицы пара содержат данные о полезных термодинамические свойства, такие как T, P, v, u, h и s для насыщенной жидкости, насыщенный пар и перегретый пар.

 

С такие свойства, как внутренняя энергия, энтальпия и энтропия системы, не могут быть прямое измерение; они связаны с изменением энергии системы.

Отсюда можно определить Δu, Δh, Δs, а не абсолютные значения этих свойств. Поэтому это необходимо выбрать исходное состояние, к которому эти свойства относятся произвольно. присвоены некоторые числовые значения.

 

Для воды тройная точка (T = 0,01 o C и P = 0,6113 кПа) выбирается в качестве эталонного состояния, при котором внутреннее энергии и энтропии насыщенной жидкости присваивается нулевое значение.

В таблицах насыщенного пара свойства представлена ​​насыщенная жидкость, находящаяся в равновесии с насыщенным паром.

 

Во время фазовый переход, давление и температура не зависят друг от друга разное.Если температура указана, то давление, при котором обе фазы сосуществовать в равновесии равно давлению насыщения.

 

Следовательно, можно выбрать либо температура или давление как независимая переменная, чтобы указать состояние двухфазная система.

 

В зависимости от того, температура или давление используется как независимая переменная, таблицы называются температурами или таблицы давления.

 

Двое фазы — жидкость и пар могут сосуществовать в состоянии равновесия только до критическая точка.

 

Поэтому перечисление термодинамических свойств пара в таблицы насыщенного пара заканчиваются в критической точке (374,15 o C и 212,2 бар).

 

 

 

 

 

Если пар присутствует только в одной фазе (перегретый пар) необходимо указать две независимые переменные, давления и температуры, для полной спецификации состояния. в таблицы перегретого пара, свойства — v, u, h и s — табулированы из температуры насыщения до некоторой температуры при заданном давлении.

 

Термодинамические свойства жидкости и паровая смесь может быть оценена с точки зрения ее качества. В частности, удельный объем, удельная внутренняя энергия, удельная энтальпия и удельная энтропия смеси качества X равна

 

v = (1-X)v f + Xv g, u = (1-X)u f + Xu g , h = (1-X)h f + Xh g = h f + Xh fg , s = (1-X)s f + Xh g

где ч фг = ч г — ч ф = скрытая шляпа испарения.

 

 

Диаграмма температура-объем

 

геометрическое место всех насыщенных состояний дает кривую насыщенной жидкости AC и геометрическое место всех состояний насыщенного пара дает состояния насыщенного пара дает состояния насыщенного пара дает кривую насыщенного пара BC.

 

точка C представляет собой критическую точку. Разница между v g и v f снижается по мере того, как давление увеличивается, и в критической точке v g = v f .

 

В критической точке две фазы — жидкая и пара — неразличимы.

 

 

Диаграмма давление-объем

 

Диаграмма давление-объем (P-V) для чистого вещество показано на рисунке. Кривые AC и BC представляют насыщенный кривая жидкости и кривая насыщенного пара соответственно, а C – критическая точка.

 

площадь под кривой представляет собой двухфазную область.Любая точка M в этом область представляет собой смесь насыщенной жидкости (обозначена буквой f) и насыщенного пара (g).

 

Молье (h-s) Диаграмма

 

Диаграмма h-s была введена Ричардом Молье и был назван в его честь.

Состоит из семейства постоянного давления линии, линии постоянной температуры и линии постоянного объема, построенные по энтальпии по отношению к энтропийным координатам.

В двухфазном области линии постоянного давления и постоянной температуры совпадают.

 

давление насыщенных паров — введение

Испарение жидкости

Средняя энергия частиц в жидкости определяется температурой. Чем выше температура, тем выше средняя энергия. Но в этом среднем одни частицы имеют энергии выше среднего, а другие имеют энергии ниже среднего.

Некоторые из более энергичных частиц на поверхности жидкости могут двигаться достаточно быстро, чтобы избежать действия сил притяжения, удерживающих жидкость вместе.Они испаряются.

На диаграмме показана небольшая область жидкости вблизи ее поверхности.

 

Обратите внимание, что испарение происходит только с поверхности жидкости. Это сильно отличается от кипения, которое происходит, когда энергии достаточно, чтобы разрушить силы притяжения во всей жидкости. Вот почему, если вы посмотрите на кипящую воду, вы увидите пузырьки газа, образующиеся на всем протяжении жидкости.

Если вы посмотрите на воду, которая просто испаряется на солнце, вы не увидите пузырьков.Молекулы воды просто отрываются от поверхностного слоя.

В конце концов вся вода испарится таким образом. Энергия, которая теряется при испарении частиц, возмещается из окружающей среды. Когда молекулы воды сталкиваются друг с другом, новые молекулы получают достаточно энергии, чтобы покинуть поверхность.

 

Испарение жидкости в закрытом контейнере

А теперь представьте, что произойдет, если жидкость окажется в закрытой емкости.Здравый смысл подсказывает, что вода в закрытой бутылке не испаряется или, по крайней мере, не исчезает со временем.

Но там это постоянное испарение с поверхности. Частицы продолжают отрываться от поверхности жидкости, но на этот раз они застревают в пространстве над жидкостью.

Когда газообразные частицы подпрыгивают, некоторые из них снова ударяются о поверхность жидкости и задерживаются там. Вскоре установится равновесие, при котором число частиц, покидающих поверхность, точно уравновешивается числом возвращающихся на нее частиц.

В этом равновесии будет фиксированное количество газообразных частиц в пространстве над жидкостью.

Когда эти частицы ударяются о стенки контейнера, они оказывают давление. Это давление называется давлением насыщенных паров (также известное как давление насыщенных паров ) жидкости.

 

Измерение давления насыщенных паров

Нетрудно показать существование этого давления насыщенного пара (и измерить его) с помощью простого прибора.

Температура насыщения и диаграмма PT для профессионалов HVAC.

Что такое температура насыщения и почему она важна?

Одним из многих понятий, которые необходимо понимать специалистам в области ОВиК, является температура насыщения; это включает в себя знание того, как его рассчитать и как использовать график PT (давление-температура).

В частности, специалисты по HVAC обычно применяют эти знания к пару или воде и хладагенту. Вы будете использовать температуру насыщения в различных расчетах и ​​устранении неполадок, в том числе при расчете перегрева.Для тех, кто нуждается в освежении, перегрев предоставляет ценную информацию об эффективности системы и о том, может ли жидкость просачиваться в области системы, которых не должно быть.

Что такое температура насыщения?

Температура насыщения — это просто официальное название точки кипения. Термин «насыщение» происходит от того факта, что это температура, при которой жидкость должна закипеть и перейти в паровую фазу, в зависимости от ее давления насыщения.

Если при постоянном давлении отвести тепло и получить пар при температуре насыщения, он сконденсируется и станет жидкостью.Обратное тоже верно. Если у вас есть жидкость при температуре насыщения и постоянном давлении и добавлении тепла, она закипит и войдет в тепловую фазу. Вы можете понять это, подумав о своем опыте кипячения кастрюли с водой.

Как рассчитать температуру насыщения?

Вы можете рассчитать температуру насыщения, выполнив следующие шаги, или использовать более простой вариант, описанный ниже.

Шаг 1 : Измерьте температуру системы в градусах Цельсия.Преобразуйте его в Кельвины, добавив 273 градуса.

Шаг 2 : Используйте уравнение Клаузиуса-Клапейрона для расчета давления насыщения. Уравнение выглядит следующим образом:

Шаг 2a : Мы также запишем эти шаги. В уравнении вы должны найти натуральный логарифм вашего давления насыщения, но разделить его на 6,11.

Шаг 2b : Другая сторона уравнения (скрытая теплота парообразования, деленная на газовую постоянную влажного воздуха), умноженная на (1/(1/273 – температура в Кельвинах). 6 Дж/кг, а газовая постоянная влажного воздуха 461 Дж/кг. Выполнение необходимого деления на первом этапе равно 5 321,0412.

–   Шаг 2c : Теперь вы можете решить уравнение, включая натуральный логарифм, представив каждую часть уравнения как степень e. Помните, что ваш результат равен давлению насыщения, деленному на 6,11, поэтому вам придется умножить обе части уравнения на 6,11, чтобы получить давление насыщения.

–   Шаг 3 : Используйте карту PT, чтобы найти давление насыщения, которое вы рассчитали.Карта покажет вам температуру.

Вы также можете выполнить эти шаги и использовать свою диаграмму, метод, который намного проще и зависит от таких инструментов, как манометры, которые у вас, вероятно, есть под рукой.

–   Шаг 1 : Используйте инструмент для измерения давления в рассматриваемом месте, например манометр.

–   Шаг 2 : Используйте диаграмму PT, чтобы найти температуру насыщения.

Чтобы сделать расчет температуры насыщения еще проще, некоторые ученые работают над созданием новых формул, более простых, но точных.

Конечно, вы также можете получить точные данные о температуре насыщения, используя предыдущие шаги, и этот метод легче использовать большинству специалистов по ОВКВ.

Онлайн-калькуляторы

Специалисты по ОВиК — далеко не единственные люди, которым время от времени или регулярно необходимо рассчитывать температуру насыщения, поэтому существует множество онлайн-калькуляторов, которые помогут вам. Большинство из них сосредоточены на обычных веществах, таких как вода.

Вы можете предложить своим техническим специалистам использовать эти онлайн-калькуляторы в качестве обучающего инструмента для проверки математических расчетов при обучении расчету температуры насыщения.В этом случае они рассчитывали температуру насыщения воды в данном реальном или теоретическом случае, а затем использовали онлайн-калькулятор для подтверждения своей работы. Это может дать им дополнительную практику, прежде чем применять те же знания для расчета температуры насыщения хладагента или других веществ, с которыми они взаимодействуют.

Основные тенденции, влияющие на температуру насыщения – увеличивается ли насыщенность с температурой?

Да, при повышении температуры воздуха большее количество воды может оставаться в газообразном состоянии, увеличивая насыщение.Когда температура падает, молекулы воды замедляются, увеличивая вероятность их конденсации в жидкость.

На следующей диаграмме показано, как это работает для воды, в частности, как повышение температуры увеличивает давление пара.

Помните о взаимосвязи между давлением и насыщением – более высокое давление пара соответствует более высокому насыщению.

Отдельные детали температуры насыщения.

Лучше поняв температуру насыщения, пора взглянуть на некоторые связанные расчеты и температуру насыщения конкретных веществ.

Что такое температура насыщения хладагента?

Температура насыщения хладагентом зависит от давления. Основываясь на сравнении, считайте, что вода имеет температуру насыщения или точку кипения 212 по Фаренгейту или 100 по Цельсию на уровне моря. При увеличении давления будет увеличиваться и температура насыщения. Если давление уменьшится, то и температура насыщения уменьшится.

Существует аналогичная картина для температуры насыщения хладагента, но она также зависит от самого хладагента.Одним из примеров является то, что температура кипения R-22 составляет 45 градусов по Фаренгейту при давлении 76 фунтов на квадратный дюйм. Любое изменение давления изменит температуру насыщения.

Что такое температура насыщения пара?

На следующих диаграммах показана температура насыщения пара, а также некоторые другие термодинамические свойства.

Наука о насыщенном паре.

Насыщенный пар относится к чистому пару, который вступает в контакт с водой, из которой он получен, которая все еще находится в жидкой форме.Важно, что насыщенный пар будет иметь температуру, которая должна соответствовать воде (жидкости, а не газу) при ее давлении.

Насыщенный пар, также известный как сухой пар, возникает, когда вода или вещество имеют температуру, при которой возможно образование газа или жидкости. Появление насыщенного пара означает, что скорости конденсации и испарения одинаковы.

Специалисты по ОВиК и насыщенному пару.

Специалисты по системам отопления, вентиляции и кондиционирования воздуха обычно работают с насыщенным паром из-за преимуществ, которые он дает для обогрева.

  • Скрытая теплопередача обеспечивает быстрый нагрев.
  • Использование воды является недорогим, чистым и безопасным источником тепла.
  • Вы можете использовать давление для точной и контролируемой регулировки температуры.
  • Насыщенная вода имеет высокий коэффициент теплопередачи, что означает, что ей не требуется большая площадь поверхности для передачи тепла, что снижает количество необходимого оборудования.

Графики температуры насыщения в сравнении с альтернативами – как использовать диаграммы PT для достижения успеха.

Имея дело с температурой насыщения в качестве специалиста по ОВиК, вы часто будете использовать диаграмму PT (давление и температура). В прошлом это всегда должны были быть физические диаграммы, которые технические специалисты брали с собой, но теперь существует множество приложений для смартфонов, которые включают диаграммы, экономя место.

Ниже приведен пример диаграммы PT, которую могут использовать техники HVAC.

Использовать диаграмму PT довольно просто. Вы смотрите на давление насыщения для данного хладагента, а затем смотрите, какой температуре насыщения оно соответствует.Выше приведен пример традиционной диаграммы, которая показывает температуру и давление в фунтах на квадратный дюйм.

Этот тип диаграммы является общим для однокомпонентных хладагентов, так как они имеют одну точку кипения. Однако существуют также зеотропные смеси с несколькими компонентами, и они подвергаются фракционированию, когда одна из их характеристик переходит в пар или жидкость быстрее, чем другая.

Эти диаграммы PT будут выглядеть следующим образом:

 

При использовании хладагентов с несколькими компонентами и чтении этих диаграмм следует уделять наибольшее внимание конечным точкам «скольжения». Другими словами, следует обратить внимание на тот компонент, который первым изменит фазы.

Диаграммы PT являются популярным инструментом для нескольких целей в HVAC, в том числе:

  • Подтверждение давления в змеевике, необходимого для достижения нужной температуры хладагента
  • Расчет перегрева (нагрев выше температуры, при которой хладагент должен быть насыщения или его температуры насыщения, особенно на выходе из испарителя)
  • Расчет переохлаждения (охлаждение ниже температуры насыщения, особенно на конце конденсатора)

Вывод: почему температура насыщения важна для специалистов по ОВиК.

Специалистам в области ОВКВ придется регулярно пользоваться температурой насыщения и графиками PT при настройке систем, поиске и устранении неполадок. Температура насыщения имеет решающее значение для расчета переохлаждения и перегрева, поскольку она помогает техническим специалистам определить проблему системы.

Независимо от того, обсуждаете ли вы температуры насыщения или сроки обслуживания, вы должны быть в постоянном контакте со своими техниками и клиентами как владелец бизнеса HVAC. Podium может помочь вам с обоими типами общения: Teamchat помогает вам общаться с вашими техническими специалистами, а Webchat и Inbox позволяют вам оставаться организованным и поддерживать связь с вашими клиентами. Позаботившись о коммуникациях, вы можете сосредоточиться на предоставлении высококачественных услуг HVAC.

Пар, насыщенный VS перегретый — Slayer Espresso

LnRiLWhlYWRpbmcuaGFzLWJhY2tncm91bmR7cGFkZGluZzowfQ==

Сара Дули

05 мая 2017 г.

В нашей отрасли нас постоянно бомбардируют воодушевлением, инновациями и грандиозными обещаниями «эта инновация сделает ваши чашки лучше».Совершите путешествие во времени почти на столетие назад и найдите миланский дуэт Луиджи Беззерра и Диседерио Павони, одержимый новшествами в производстве в погоне за «эспрессо, приготовленным спонтанно». Не волнуйтесь, в этом посте мы не будем рассказывать вам историю производства эспрессо. Но эти два хороших парня изменили и произвели революцию в производстве с помощью новых технологий. Просто чтобы назвать несколько достижений за их поясами; клапан сброса давления, изменение формы с несколькими варочными головками на одной машине, портафильтры и паровые трубки для направления избыточного пара на приготовление молока.В то время они были САМЫМИ новаторами, чутко реагирующими на требования отрасли и бесстрашно бросающими вызов нормам.

Новые инновации в технике позволили отделить бойлеры для эспрессо от паровых бойлеров, продвинувшись к отдельным бойлерам для заполнения, предварительного нагрева, заваривания и приготовления на пару. Прогресс в области электроники, улучшенных изоляторов и функций обеспечения устойчивости, наряду с множеством сдержек и противовесов, в конечном итоге приведет к тому, что эспрессо станет стабильным и стабильным напитком, который можно приготовить стабильно хорошо. Но, честно говоря, создание пара с самого начала относительно одинаково по сравнению с историей, ориентированной на эспрессо. Классический пар делается так: вода нагревается до заданной температуры в паровом резервуаре под давлением, переходя из жидкого состояния в парообразное или газообразное. Образовавшийся пар представляет собой влажный пар с температурой, аналогичной температуре кипящей воды, из которой он получен. Это называется насыщенным паром, и он позволяет бариста растягивать, нагревать и создавать идеальное дополнение к эспрессо, будь то молочный, ореховый, бобовый или зерновой сок.

Если не считать незначительных технических изменений для повышения эффективности, технологические разработки, связанные с паром, бледнеют по сравнению с эспрессо.

Enter, технология Slayer Vaporizer. С инженерной точки зрения мы работаем над этой технологией с момента рождения Slayer Espresso. Три года назад Steam стал полноценным целенаправленным проектом. Так что же нового в этой машине спросите вы? В Slayer Steam насыщенный пар является первой стадией производства. После парового котла у нас есть добавление испарителя, встроенного мини-пароперегревателя, который мгновенно нагревает насыщенный пар, повышая температуру до желаемой уставки, а также производит осушающий пар.Когда жидкость в самом паре испаряется за счет добавления тепла, это повышает температуру пара. Пар, нагретый выше скрытой температуры насыщенного пара, называется перегретым паром.

В среднем и с классическим насыщенным паром кувшин набирает около 12% веса воды к концу цикла обработки паром. Более горячий пар в сушилке разбавит раствор примерно на 3,5% меньшим количеством жидкости. Еще одно замечание, о котором стоит упомянуть, пары в целом являются плохими проводниками тепла по сравнению с большим кипящим котлом с водой.Просто подумайте об этом на мгновение: вылейте горячую воду в чашку с молоком, молоко станет горячим. Добавьте в чашку постоянный поток пара – молоко со временем нагревается. Насыщенный пар имеет более высокое содержание жидкости, поэтому молоко нагревается до температуры быстрее, чем его более сухой родственник, перегретый пар.

Что это означает для молока или альтернатив? Мы знали, что пробуем и испытываем что-то совершенно новое, но мы действительно не знали, как определить этот опыт вне нашего базового понимания химии и нагревания пищи.Пришло время проконсультироваться с Нильсом Брисбеном: бакалавром биологии Калифорнийского университета в Дэвисе, су-шефом Canlis и любителем кортадос. (идеальный баланс сливочного вкуса и эспрессо).

Зрители блога Slayer, познакомьтесь с нашим другом Нильсом.

В кулинарном мире важна концентрация; будь то концентрация вкуса в мясе сухой выдержки или медленное превращение соуса в идеальную консистенцию. Slayer Steam использует те же концепции и применяет их к молоку.Добавляя меньше воды, мы получаем концентрацию молочных белков, липидов и ароматизаторов.

Концентрация белков в молоке может принести несколько преимуществ. Белок, стабилизирующий пену, сыворотка, будет пропорционально более обильным, что может создать более продолжительную пену. Просачивание, естественное отделение жидкости от газов, стабилизированных белком, которое обычно происходит с пропаренным молоком, было заметно меньше при использовании Slayer Steam. Одно из возможных объяснений состоит в том, что белки способны образовывать более концентрированную сложную паутину вокруг газов, и поэтому жидкости требуется больше времени, чтобы выпасть из взвеси.

Концентрация жиров, скорее всего, влияет на ощущение во рту. Подобно тому, как масло добавляют в соус для загущения и создания бархатистой текстуры, повышенная концентрация жира при использовании Slayer Steam заставляет дегустаторов комментировать «эффект обволакивания рта» и «богатую текстуру».

Наконец, падение плотности из-за повышения температуры пара приводит к увеличению времени пропаривания, при этом каждая молекула воды несет больше кинетической энергии. Что означает большее время контакта при более высоких температурах для развития вкуса? Хотя ничего нельзя сказать наверняка без проведения дополнительных тестов, начать формировать гипотезу очень интересно.

В пищевой химии время и температура имеют основополагающее значение. Как правило, реакции при более высоких температурах требуют меньше времени для протекания, и обратное также верно. Более высокие температуры, которые производит Slayer Steam, наряду с более длительным временем подачи пара могут разблокировать новые реакции в очень тонком слое рядом с паровой трубкой, где температура достаточно высока, чтобы произошла дегидратация белков и других молекул (это проявляется на всех паровых трубках). со знакомыми молочными белками, обваренными до кончика палочки).

The Slayer Steam открывает новые возможности в развитии вкуса и текстуры вспененного молока. Более высокая концентрация белков, жиров и ароматических веществ, а также более длительное время пропаривания при более высоких температурах открывают новые возможности для научных результатов пропаренного молока и заменителей молока.

в соавторстве с Сарой Дули, Slayer и Нильсом Брисбеном, Canlis

 

Несмотря на то, что в настоящее время в большинстве котлов используется насыщенный пар, в некоторых случаях предпочтение отдается перегретому пару. Котел с перегретым паром преодолевает кривую насыщенного пара, чтобы произвести пар без влаги (или сырости). Сухой характер котлов с перегретым паром является отличным вариантом для турбин, а также для сушки, очистки и отверждения. Мы рады сообщить вам, что Powerhouse теперь предлагает котлы на перегретом паре, которые эффективно и надежно производят высококачественный пар.

Что такое перегретый пар?

Давайте сделаем шаг назад и обсудим науку о перегретом паре.Большинство людей знакомы с тремя наиболее распространенными состояниями вещества: твердым, жидким и газообразным. Если мы возьмем в качестве примера воду, то мы можем легко идентифицировать каждое из этих состояний как лед, воду и пар соответственно. Если мы внимательно посмотрим на пар, то увидим, что существуют различия в типах пара в зависимости от давления и температуры. Существует два основных типа пара, которые известны как насыщенный пар и перегретый пар.

Насыщенный и перегретый пар

Пар широко используется во всех отраслях промышленности из-за его характеристик теплопередачи. Это один из наиболее эффективных и безопасных методов передачи энергии на различные расстояния. Теперь, когда мы знаем, что существует два основных типа пара, важно понять, чем они отличаются и как влияют на котельную.

В большинстве котлов, представленных сегодня на рынке, используется насыщенный пар, который образуется при нагревании воды и доведении ее до кипения. Это похоже на свист чайника, когда он готов. Пар не выходит свободно, потому что давление контролируется для его использования по назначению.Этот тип пара следует кривой насыщенного пара и имеет прямую зависимость между температурой и давлением. Насыщенный пар используется для эффективного и действенного теплообмена во многих отраслях промышленности.

При этом перегретый пар образуется, когда насыщенный пар выходит из барабана котла в зону вторичного нагрева, называемую пароперегревателем. Вторичный нагрев выводит насыщенный пар за пределы кривой насыщенного пара в область перегретого пара, что приводит к полному отсутствию влаги (или сырости) в паре. По этой причине перегретый пар должен создаваться вне основного барабана котла. В отличие от насыщенного пара, перегретый пар не имеет прямой зависимости между давлением и температурой, поэтому он обычно определяется давлением и степенью перегрева (° выше температуры насыщенного пара). Отсутствие влаги в перегретом паре делает его идеальной средой для турбин, а также для сушки, очистки и отверждения.

Каковы преимущества котлов с перегретым паром?

Перегретый пар обеспечивает множество преимуществ для различных процессов и применений.Когда пар нагревается выше температуры насыщенного пара, отсутствие конденсата делает его предпочтительным свойством для определенных применений. Он используется для вращения оборудования, такого как турбины, лопасти которых очень подвержены повреждению каплями воды и конденсатом. Сухой характер перегретого пара также является причиной того, что его предпочли насыщенному пару для использования в паровых двигателях локомотивов.

Для сушки и отверждения перегретый пар имеет более высокую теплопроводность, чем воздух, и более низкое содержание кислорода, что обеспечивает эффективную сушку, предотвращая при этом окисление, пожары и взрывы. Наконец, перегретый пар оказался эффективной альтернативой химической обработке сельскохозяйственных почв, поскольку высокая тепловая энергия способствует разрушению всего органического материала при впрыскивании пара в почву.

Каковы недостатки котлов с перегретым паром?

К недостаткам перегретого пара относятся более низкая скорость теплопередачи, переменная температура при постоянном давлении, требования к большей площади поверхности и более высокие температуры, чем у насыщенного пара.По этим причинам перегретый пар обычно не используется в теплообменниках и другом оборудовании косвенного нагрева, особенно когда требуется точный контроль температуры материала.

Котел на перегретом паре Соображения

Существуют особые соображения и конструкции, которые необходимо учитывать в системе, предназначенной для использования перегретого пара. Рабочее давление, степень перегрева, контроль мощности пароперегревателя, разница условий пуска и рабочего конденсата, номинальные значения высокого давления и температуры и другие критерии проектирования играют важную роль в правильном выборе компонентов.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.

2015-2019 © Игровая комната «Волшебный лес», Челябинск
тел.:+7 351 724-05-51, +7 351 777-22-55 игровая комната челябинск, праздник детям челябинск