Aynı maddenin sıvı ve gaz bileşenlerinden oluşan iki fazlı bir moleküler sistem düşünün. Örneğin, su ve buhar, aseton ve aseton buharı vb. Buhar ve sıvı dinamik dengedeyse, böyle bir buhara doymuş denir.

Bir sıvının ve buharının dinamik dengesi, herhangi bir zaman aralığında sıvıdan buharlaşan moleküllerin sayısının sıvıya yoğunlaşan moleküllerin sayısına eşit olması gerçeğinde yatmaktadır.

Özellikleri doymuş buhar basıncının kapladığı hacme değil, bulunduğu sıcaklığa büyük ölçüde bağlı olmasıdır. faz geçişi bir durumdan (örneğin gaz) diğerine (örneğin sıvı) homojen sistem Clausius-Clapeyron yasasına uyar.

saat düşük basınçlar ve yüksek sıcaklıklar buharın yasalara uyduğunu varsayabiliriz ideal gazlar, yani ve denklem (1.4) kolayca şuna dönüştürülebilir:

Deneyde oda sıcaklığında ve azaltılmış basınçta aseton (tercihen eter) kullanılmış olması, doymuş aseton buharının ideal gaz olarak kabul edilebilmesi koşuluna tam olarak karşılık gelmektedir.

İşlemin izotermal olarak ilerlemesi için oluklu kabın hacminde yavaş bir değişiklik gereklidir. Bu aynı zamanda asetonun (veya eterin) kolayca buharlaşması, yani. buharlaşma ve yoğuşma sırasında ne buharın ne de sıvının sıcaklığı önemli ölçüde değişmez. Sesi hızlı bir şekilde değiştirirseniz, basınçta gözle görülür bir değişiklik olacaktır. Bunun nedeni, bu durumda işlemin izotermal olmamasıdır. Ancak bir süre geçtikten sonra, vakum ölçer iğnesi, izotermal süreç, çünkü aseton, buharı ve çevresi termodinamik olarak denge durumuna gelecektir.

Doymuş ve doymamış çiftler.

Kapalı bir kapta meydana gelen süreçleri düşünün:

1. hızı giderek azalan buharlaşma süreci
2. hızı giderek artan yoğuşma

Zamanla, kapaklı bir kapta, sıvı ile buharı arasında bir durum kurulur. dinamik(hareketli) denge, Sıvıdan çıkan molekül sayısı buhardan sıvıya dönen molekül sayısına eşit olduğunda yani, buharlaşma ve yoğuşma oranları aynı olduğunda. Böyle bir sistem denir iki fazlı .

Sıvısı ile dinamik dengede olan buhara denir.zengin.

"Doymuş" adı, belirli bir sıcaklıkta belirli bir hacmin daha fazla buhar içeremeyeceğini vurgular.

doymamış buhar– sıvısı ile dinamik dengeye ulaşmamış bir buhardır.. Bu sıcaklıkta, basınç doymamış buhar daima doygun buhar basıncından daha azdır. Sıvı yüzeyinin üzerinde doymamış buhar varlığında, buharlaşma süreci yoğuşma sürecine üstün gelir ve bu nedenle kaptaki sıvı zamanla daha az olur.

Doymuş buharın bazı özelliklerini göz önünde bulundurun:

1. Doymuş buhar moleküllerinin konsantrasyonu, hacmine bağlı değildir. Sabit sıcaklık. Doymuş buharın hacmi azalırsa, ilk başta moleküllerinin konsantrasyonu artacak ve dinamik denge tekrar kurulana kadar daha fazla molekül gazdan sıvıya geçmeye başlayacaktır.

2. Sabit sıcaklıkta doymuş buhar basıncı hacmine bağlı değildir.

p = n*k*T, çünkü n, V'ye bağlı değildir, o zaman p, V'ye bağlı değildir.

Bir sıvının buharıyla dengede olduğu hacimden bağımsız buhar basıncına denir.doymuş buhar basıncı. Bu, belirli bir sıcaklıkta buharın sahip olabileceği en yüksek basınçtır.

3. Doymuş buhar basıncı sıcaklığa bağlıdır. Sıvının sıcaklığı ne kadar yüksek olursa, o kadar fazla molekül buharlaşacak, dinamik denge bozulacak, ancak denge yeniden kurulana kadar buhar moleküllerinin konsantrasyonu artacak, bu da doymuş buhar basıncının da artacağı anlamına geliyor. Artan sıcaklıkla, basınç doymuş buharlar artışlar.

AT atmosferik hava her zaman denizlerin, nehirlerin, okyanusların vb. yüzeyinden buharlaşan su buharları vardır.

Su buharı içeren havaya denirıslak .

Hava neminin dünyadaki birçok süreç üzerinde büyük etkisi vardır: flora ve faunanın gelişimi, tarımsal ürünler üzerinde. ekinler, hayvancılık verimliliği vb. nem var büyük önemçünkü insan sağlığı için ile insan vücudunun ısı alışverişine bağlıdır. çevre. Düşük nemde, yüzeyden hızlı buharlaşma ve burun mukozası ve gırtlakta kuruma meydana gelir, bu da durumun bozulmasına neden olur.

Bu nedenle havanın nemi ölçülebilir olmalıdır. İçin niceleme hava nemi mutlak ve bağıl nem kavramlarını kullanır.

Mutlak nem -1 m³ havada ne kadar su buharı olduğunu gösteren değer. o eşittir kısmi basıncı Bu sıcaklıkta buhar.

Kısmi buhar basıncı -Bu, diğer tüm gazlar yok olsaydı, havadaki su buharının uygulayacağı basınçtır.

Bağıl nem -bu, buharın doygunluktan ne kadar uzak olduğunun bir ölçüsüdür. Bu kısmi basınç oranıdırp belirli bir sıcaklıkta havada bulunan su buharı, doymuş buhar basıncına p 0, aynı sıcaklıkta yüzde olarak ifade edilir:

Hava su buharı içermiyorsa, mutlak ve bağıl nemi 0'dır.

Nemli hava soğutulursa, içindeki buhar doygunluğa getirilebilir ve ardından yoğunlaşır.

Örnekler:

sabah düşen çiy

üzerine üflerseniz soğuk camın buğulanması,

soğuk su borusunda bir damla su oluşumu,

bodrumlarda nem.

Çiy noktası -havadaki su buharının doygun hale geldiği sıcaklıktır.

Çiy noktası ayrıca havanın nemini de karakterize eder.

Hava nemini ölçmek için kullanılan aletler higrometreler ve psikrometreler.

1. Yoğuşma higrometresi.

Parlatılmış düz bir yüzeye sahip bir stand üzerine sabitlenmiş metal yuvarlak bir kutudan oluşur. Kutunun üst kısmında iki delik vardır. Bunlardan biri aracılığıyla kutuya eter dökülür ve bir termometre yerleştirilir ve diğeri lastik bir ampule bağlanır. Bir yoğuşma higrometresinin eylemi, çiğ noktasının belirlenmesine dayanır.

Eterden hava üflenir (kauçuk bir ampul kullanılarak), eter hızla buharlaşır ve kutuyu soğutur. Belirli bir sıcaklıkta kutunun cilalı yüzeyinde su damlacıkları (çiy) belirir. Bu sıcaklık bir termometre ile belirlenir, bu çiğ noktası olacaktır. Mutlak nem, çiy noktasına göre özel bir tabloda bulunur.

Bulmak bağıl nem, çiğ noktası sıcaklığındaki doymuş buhar basıncını ortam sıcaklığındaki doymuş buhar basıncına bölmek ve %100 ile çarpmak gerekir.

2. Saç higrometresi.

Çalışması, yağı alınmış insan saçının hava nemi arttıkça uzadığı ve nem azaldıkça kısaldığı gerçeğine dayanmaktadır. Saç hafif bir bloğun etrafına sarılır, bir ucu çerçeveye takılır ve diğerinden bir ağırlık asılır. Saçın uzunluğunu değiştirirken, bloğa bağlı işaretçi (ok) ölçek boyunca hareket ederek hareket edecektir. Tartı, standart cihaza göre kalibre edilmiştir.

3. Psikrometre.(Yunanca "psychria" dan - soğuk).

İki özdeş termometreden oluşur. Birinin tankı gazlı bezle sarılır, suyla bir kaba indirilir. Su, termometrenin haznesini ıslatır ve buharlaştığında soğur. Psikrometrik tablo, kuru ve ıslak termometreler arasındaki sıcaklık farkına göre havanın nemini belirler.

Buharlaşma - bu, yalnızca gazlı bir ortama veya vakuma bitişik bir sıvının serbest yüzeyinden meydana gelen buharlaşmadır.

Moleküllerin termal hareketinin kinetik enerjisinin eşit olmayan dağılımı, herhangi bir sıcaklıkta bir sıvı veya katının bazı moleküllerinin kinetik enerjisinin, moleküllerin geri kalanıyla olan bağlantılarının potansiyel enerjisini aşabileceği gerçeğine yol açar.

buharlaşma bir sıvının yüzeyinden veya sağlam vücut moleküller uçar kinetik enerji Bu, moleküllerin etkileşiminin potansiyel enerjisini aşar. Buharlaşmaya sıvının soğuması eşlik eder.

Buharlaşma sürecini moleküler-kinetik teori açısından ele alalım. Sıvıyı terk etmek için moleküllerin kinetik enerjilerini azaltarak iş yapmaları gerekir. Bir sıvının yüzey tabakasında rastgele hareket eden molekülleri arasında sıvıdan dışarı uçma eğiliminde olan moleküller her zaman olacaktır. Böyle bir molekül ötesine geçtiğinde yüzey katmanı, sonra molekülü sıvıya geri çeken bir kuvvet ortaya çıkar. Bu nedenle, kinetik enerjinin moleküler kuvvetlerin karşı etkisinin üstesinden gelmek için gereken işten daha büyük olduğu sıvıdan yalnızca bu moleküller uçar.

Buharlaşma hızı şunlara bağlıdır:

a) sıvının türü;

b) serbest yüzeyinin alanı üzerinde. Bu alan ne kadar büyük olursa, sıvı o kadar hızlı buharlaşır.

c) Bir sıvının yüzeyindeki buhar yoğunluğu ne kadar düşükse, buharlaşma hızı o kadar fazladır. Bu nedenle yüzeyden buhar (rüzgar) pompalamak buharlaşmasını hızlandıracaktır.

d) Artan sıcaklıkla sıvının buharlaşma hızı artar.

buharlaşma maddenin transferidir sıvı hal gaz durumuna geçer.

yoğunlaşma - bir maddenin gaz halinden sıvı hale geçmesidir.

Buharlaşma sırasında içsel enerji madde artar ve yoğunlaştığında - azalır.

Buharlaşma ısısı – sabit sıcaklıkta bir sıvıyı buhara dönüştürmek için gerekli olan ısı miktarı Q'dur.

Özısı buharlaşma L, sabit bir sıcaklıkta birim sıvı kütlesini buhara dönüştürmek için gereken ısı miktarı ile ölçülür.

Doymuş ve doymamış buhar. Bir sıvının kapalı bir kapta sabit bir sıcaklıkta buharlaşması, buharlaşan maddenin moleküllerinin konsantrasyonunda kademeli bir artışa yol açar. gaz hali. Buharlaşma sürecinin başlamasından bir süre sonra, gaz halindeki bir maddenin konsantrasyonu, birim zamanda sıvıya dönen moleküllerin sayısının sıvının yüzeyinden ayrılan moleküllerin sayısına eşit olduğu bir değere ulaşır. aynı zamanda. Maddenin buharlaşma ve yoğunlaşma süreçleri arasında dinamik bir denge kurulur.