Фазові перетворення. Насичена пара. ВЛастивості рідин

Абсолютною вологістю називають парціальний тиск водяної пари , що знаходяться в повітрі. Відносною вологістю називають відношення абсолютної вологості до тиску насиченої водяної пари у повітрі при даній температурі = / .

Питомою теплотою пароутворення (випарювання) r називають кількість тепла, необхідну для перетворення одиниці маси рідини в пару при постійній температурі

(56)

Рівняння Клапейрона–Клаузіуса визначає залежність тиску насиченої пари від температури

, (57)

де , питомий об’єм відповідно пари і рідини.

Між рідиною та насиченою парою існує фазова границя, і молекули, що її утворюють мають додаткову енергію. Для збільшення поверхні розділу двох фаз на величину необхідно виконати роботу

. (58)

Параметр має назву коефіцієнт поверхневого натягу рідини.

Дія сили поверхневого натягу зумовлює специфічну форми краплини безпосередньо перед її відривом, сферичну форму після її відриву, та інші ефекти. Сила завжди спрямована уздовж вільної поверхні рідини, а її величину визначає вираз

= , (59)

де – довжина границі, перпендикулярно до якої діє сила поверхневого натягу.

Кривизна поверхні розділу фаз зумовлює виникнення в рідині додаткового тиску, який визначає формула Лапласа

. (60)

Величини і характеризують радіуси кривизни двох взаємно-перпендикулярних перетинів поверхні рідини.

В капілярі = , і рівень рідини в ньому зміщується на величину від рівня зовнішньої плоскої поверхні. Величина визначається з умови

= (70)

де - крайовий кут. При повному змочуванні = 0, меніск увігнутий, є позитивною величиною, і рідина піднімається в капілярі. При повному незмочуванні (меніск опуклий) = π, тому є від’ємною величиною, тобто рівень рідини в капілярі знижується відносно зовнішньої плоскої поверхні.

Кривизна поверхні розділу зумовлює також зміну тиску насиченої пари при даній температурі, а саме

= . (71)

де , густина, відповідно, пари і рідини.

1.111. Чи буде насиченою водяна пара, якщо при температурі 35^о С її густина дорівнює 16 г/м³?

1.112. Якою є відносна вологість повітря, якщо парціальний тиск водяної пари при температурі 21^о С становить 1,1∙10³ Па?

1.113. У калориметрі знаходиться 140 г води, в ній сконденсували 2,3 г водяної пари, утвореної парогенератором. Яка температура встановилась в калориметрі? Яку кількість води при температурі 100^о С необхідно долити у калориметр, щоб отримати таку ж температуру суміші?

1.114. Яку роботу необхідно виконати, щоб утворити мильну бульбашку радіусом 3 см? =0,033 Дж/м².

1.115. Різниця рівнів рідини в колінах – подібної трубці 23 мм. Діаметри каналів у колінах трубки становлять 2 мм і 0,4 мм. Густина рідини 800 кг/м³. Визначити поверхневий натяг рідини.

Дата добавления: 2015-07-12