Setakat ini, objek penyelidikan kami ialah gas ideal, i.e. gas sedemikian di mana tiada daya interaksi antara molekul dan saiz molekul diabaikan. Sebenarnya, saiz molekul dan daya interaksi antara molekul adalah sangat penting, terutamanya pada suhu rendah dan tekanan tinggi.

Salah satu wakil gas sebenar yang digunakan dalam amalan memadam kebakaran dan digunakan secara meluas dalam pengeluaran perindustrian ialah wap air.

Wap air digunakan secara meluas dalam pelbagai industri, terutamanya sebagai penyejuk dalam penukar haba dan sebagai bendalir kerja dalam loji kuasa wap. Ini disebabkan oleh pengagihan air yang meluas, murah dan tidak berbahaya kepada kesihatan manusia.

Mempunyai tekanan tinggi dan suhu yang agak rendah, stim yang digunakan dalam amalan adalah hampir dengan keadaan cecair, oleh itu, adalah mustahil untuk mengabaikan daya lekatan antara molekul dan isipadunya, seperti dalam gas ideal. Oleh itu, adalah tidak mungkin untuk menggunakan persamaan keadaan untuk gas ideal untuk menentukan parameter keadaan wap air, iaitu untuk stim pv≠RT, kerana wap air adalah gas sebenar.

Percubaan oleh sebilangan saintis (van der Waals, Berthelot, Clausius, dll.) untuk memperhalusi persamaan keadaan gas nyata dengan memperkenalkan pembetulan kepada persamaan keadaan untuk gas ideal tidak berjaya, kerana pembetulan ini hanya digunakan pada isipadu dan daya padu antara molekul gas sebenar dan tidak mengambil kira beberapa fenomena fizikal lain yang berlaku dalam gas ini.

Peranan istimewa dimainkan oleh persamaan yang dicadangkan oleh van der Waals pada tahun 1873, (P + a/ v2) ( v - b)=RT. Sebagai anggaran dalam pengiraan kuantitatif, persamaan van der Waals mencerminkan ciri-ciri fizikal gas secara kualitatif dengan baik, kerana ia membolehkan menggambarkan gambaran umum perubahan dalam keadaan bahan dengan peralihannya kepada keadaan fasa individu. Dalam persamaan ini a dan dalam untuk gas tertentu adalah pemalar, dengan mengambil kira: yang pertama - daya interaksi, dan yang kedua - saiz molekul. Sikap a/v 2 mencirikan tekanan tambahan di mana gas sebenar terletak disebabkan oleh daya kohesi antara molekul. Nilai dalam mengambil kira pengurangan dalam jumlah di mana molekul gas sebenar bergerak, disebabkan oleh fakta bahawa mereka sendiri mempunyai isipadu.

Yang paling terkenal pada masa ini ialah persamaan yang dibangunkan pada tahun 1937-1946. Ahli fizik Amerika J. Mayer dan, secara bebas daripadanya, ahli matematik Soviet N. N. Bogolyubov, serta persamaan yang dicadangkan oleh saintis Soviet M. P. Vukalovich dan I. I. Novikov pada tahun 1939.

Oleh kerana sifatnya yang rumit, persamaan ini tidak akan dipertimbangkan.

Untuk wap air, semua parameter keadaan diringkaskan dalam jadual untuk kemudahan penggunaan dan dibentangkan dalam Lampiran 7.

Jadi, wap gas sebenar yang diperoleh daripada air dengan suhu kritikal yang agak tinggi dan hampir kepada tepu dipanggil.

Pertimbangkan prosesnya perubahan cecair kepada wap, atau dikenali sebagai proses pengewapan . Cecair boleh bertukar menjadi wap apabila ia menyejat dan mendidih.

secara penyejatan dipanggil pengewapan, berlaku hanya dari permukaan cecair dan pada sebarang suhu. Kadar penyejatan bergantung kepada sifat cecair dan suhunya. Penyejatan cecair boleh lengkap jika terdapat ruang yang tidak terhad di atas cecair. Dalam Alam Semulajadi, proses penyejatan cecair dijalankan pada skala besar pada bila-bila masa sepanjang tahun.

Intipati proses penyejatan terletak pada hakikat bahawa molekul individu cecair yang terletak berhampiran permukaannya dan mempunyai tenaga kinetik yang lebih besar daripada molekul lain, mengatasi tindakan daya molekul jiran yang mewujudkan ketegangan permukaan, terbang keluar dari cecair ke persekitaran. angkasa lepas. Dengan peningkatan suhu, keamatan penyejatan meningkat, kerana kelajuan dan tenaga molekul meningkat dan daya interaksi mereka berkurangan. Semasa penyejatan, suhu cecair berkurangan, kerana molekul dengan halaju yang agak tinggi terbang keluar daripadanya, akibatnya kelajuan purata molekul yang tinggal di dalamnya berkurangan.

Apabila haba disampaikan kepada cecair, suhu dan kadar penyejatannya meningkat. Pada beberapa suhu yang jelas, bergantung pada sifat cecair dan tekanan di mana ia berada, pengewapan dalam keseluruhan jisimnya. Dalam kes ini, dinding kapal dan di dalam cecair membentuk gelembung wap. Fenomena ini dipanggil mendidih cecair. Tekanan wap yang terhasil adalah sama dengan tekanan medium di mana pendidihan berlaku.

Proses terbalik pengewapan dipanggil kepada pemeluwapan ke. Proses penukaran wap kepada cecair ini juga berlaku pada suhu malar jika tekanan kekal malar. Semasa pemeluwapan, molekul wap yang bergerak secara rawak, bersentuhan dengan permukaan cecair, jatuh di bawah pengaruh daya antara molekul air, kekal di sana, sekali lagi berubah menjadi cecair. Kerana Oleh kerana molekul wap bergerak lebih cepat daripada molekul cecair, suhu cecair meningkat semasa pemeluwapan. Cecair yang terbentuk apabila wap terpeluwap dipanggil kondensat .

Mari kita pertimbangkan proses pengewapan dengan lebih terperinci.

Peralihan cecair kepada wap mempunyai tiga peringkat:

1. Memanaskan cecair hingga takat didih.

2. Pengewapan.

3. Stim terlalu panas.

Mari kita bincangkan setiap peringkat dengan lebih terperinci.

Mari kita ambil silinder dengan omboh, letakkan 1 kg air di sana pada suhu 0°C, secara konvensional mengandaikan bahawa isipadu tentu air pada suhu ini adalah minimum 0.001 m 3 /kg. Satu beban diletakkan pada omboh, yang, bersama-sama dengan omboh, mengenakan tekanan malar P pada cecair. Titik 0 sepadan dengan keadaan ini. Mari mulakan membekalkan haba ke silinder ini.

nasi. 28. Graf perubahan isipadu tentu campuran wap-cecair pada tekanan tepu P s .

1. proses pemanasan cecair. Dalam proses ini, dijalankan pada tekanan malar, disebabkan oleh haba yang dibekalkan kepada cecair, ia dipanaskan dari 0 ° C ke takat didih t s . Kerana air mempunyai pekali pengembangan terma yang agak kecil, maka isipadu tentu cecair akan berubah sedikit dan meningkat daripada v 0 kepada v¢. Titik 1 sepadan dengan keadaan ini, dan segmen 0-1 sepadan dengan proses.

2. Proses pengewapan . Dengan bekalan haba selanjutnya, air akan mendidih dan bertukar menjadi keadaan gas, i.e. wap air. Proses ini sepadan dengan segmen 1-2 dan peningkatan dalam volum khusus daripada v¢ kepada v¢¢. Proses pengewapan berlaku bukan sahaja pada tekanan malar, tetapi juga pada suhu malar yang sama dengan takat didih. Dalam kes ini, air dalam silinder sudah berada dalam dua fasa: wap dan cecair. Air hadir dalam bentuk cecair yang tertumpu di bahagian bawah silinder dan dalam bentuk titisan kecil, teragih sama rata ke seluruh isipadu.

Proses pengewapan disertai dengan proses terbalik yang dipanggil kondensasi. Jika kadar pemeluwapan menjadi sama dengan kadar penyejatan, maka keseimbangan dinamik berlaku dalam sistem. Wap dalam keadaan ini mempunyai ketumpatan maksimum dan dipanggil tepu. Oleh itu, di bawah kaya raya memahami wap yang berada dalam keseimbangan dengan cecair dari mana ia terbentuk. Sifat utama wap ini ialah ia mempunyai suhu yang merupakan fungsi tekanannya, yang sama dengan tekanan medium di mana pendidihan berlaku. Oleh itu, takat didih juga dipanggil suhu tepu dan dilambangkan dengan t n. Tekanan yang sepadan dengan t n dipanggil tekanan tepu (ia dilambangkan dengan p n atau hanya p. Stim terbentuk sehingga titisan cecair terakhir tersejat. Detik ini akan sesuai dengan keadaan kering tepu (atau hanya kering) pasangan. Wap yang dihasilkan oleh penyejatan tidak lengkap cecair dipanggil wap tepu basah atau secara ringkas basah. Ia adalah campuran wap kering dengan titisan cecair yang diedarkan sama rata ke seluruh jisimnya dan berada dalam ampaian di dalamnya. Pecahan jisim wap kering dalam wap basah dipanggil tahap kekeringan atau kandungan wap jisim dan dilambangkan dengan X. Pecahan jisim cecair dalam wap basah dipanggil tahap kelembapan dan dilambangkan dengan y. Ia adalah jelas bahawa di= 1 - X. Tahap kekeringan dan tahap lembapan dinyatakan sama ada dalam pecahan unit, atau dalam%: contohnya, jika x = 0.95 dan y= 1 - x = 0.05, ini bermakna bahawa campuran mengandungi 95% wap kering dan 5% cecair mendidih.

3. Kepanasan terlampau wap. Dengan bekalan haba selanjutnya, suhu stim akan meningkat (mengikut, isipadu khusus meningkat daripada v¢¢ kepada v¢¢¢). Keadaan ini sepadan dengan segmen 2-3 . Jika suhu stim lebih tinggi daripada suhu stim tepu tekanan yang sama, maka stim tersebut dipanggil terlampau panas. Perbezaan antara suhu wap panas lampau dan suhu stim tepu pada tekanan yang sama dipanggil tahap terlalu panas a.

Oleh kerana isipadu tentu wap panas lampau adalah lebih besar daripada isipadu tentu stim tepu (sejak ms = const, t per > t n), maka ketumpatan wap panas lampau adalah kurang daripada ketumpatan stim tepu. Oleh itu, wap panas lampau adalah tidak tepu. Mengikut sifat fizikalnya, wap panas lampau menghampiri gas dan semakin banyak, semakin tinggi tahap kepanasannya.

Daripada pengalaman, kedudukan mata 0 - 2 didapati pada tekanan tepu yang lain yang lebih tinggi. Dengan menyambungkan titik yang sepadan pada tekanan yang berbeza, kami memperoleh gambar rajah keadaan wap air.

nasi. 29. pv - rajah nyatakan wap air.

Daripada analisis rajah, dapat dilihat bahawa apabila tekanan meningkat, isipadu tentu cecair berkurangan. Dalam rajah, penurunan dalam isipadu dengan peningkatan tekanan sepadan dengan garis SD. Suhu tepu, dan dengan itu isipadu tertentu, meningkat, seperti yang ditunjukkan oleh garis AK. Penyejatan air juga berlaku lebih cepat, yang jelas dilihat dari garisan VC. Apabila tekanan meningkat, perbezaan antara v¢ dan v¢¢ berkurangan, dan garisan AK dan VC secara beransur-ansur menghampiri satu sama lain. Pada tekanan tertentu, yang agak pasti untuk setiap bahan, garis-garis ini menumpu pada satu titik K, dipanggil yang kritikal. Titik K, yang pada masa yang sama tergolong dalam garis cecair pada takat didih AK dan garis wap tepu kering VK, sepadan dengan keadaan genting tertentu yang mengehadkan bahan, di mana tiada perbezaan antara wap dan cecair. Parameter keadaan dipanggil kritikal dan dilambangkan dengan T k, P k, v k. Bagi air, parameter kritikal mempunyai nilai berikut: T k = 647.266K, P k = 22.1145 MPa, v k = 0.003147 m 3 /kg.

Keadaan di mana ketiga-tiga fasa air boleh berada dalam keseimbangan dipanggil titik tiga air. Untuk air: T 0 = 273.16K, P 0 = 0.611 kPa, v 0 = 0.001 m 3 /kg. Dalam termodinamik, entalpi spesifik, entropi dan tenaga dalaman pada titik tiga diandaikan sifar, i.e. i 0 = 0, s 0 = 0, u 0 = 0.

Mari tentukan parameter utama wap air

1. Pemanasan cecair

Jumlah haba yang diperlukan untuk memanaskan 1 kg cecair dari 0°C ke takat didih dipanggil haba tentu cecair . Haba cecair ialah fungsi tekanan, yang maksimum pada tekanan kritikal.

Nilainya ditentukan:

q \u003d c p (t s -t 0),

di mana c p ialah kapasiti haba isobarik jisim purata air dalam julat suhu dari t 0 \u003d 0 ° С hingga t s, diambil daripada data rujukan

mereka. q = c p t s

Haba tentu disukat dalam J/kg

Nilai q dinyatakan sebagai

di mana i¢ ialah entalpi air pada takat didih;

i ialah entalpi air pada 0 °C.

Mengikut hukum pertama termodinamik

i = u 0 + P s v 0 ,

di mana u 0 ialah tenaga dalaman pada 0 °С.

i¢ = q + u 0 + P s v 0

Marilah kita menerima secara bersyarat, seperti dalam kes gas ideal, bahawa u 0 = 0. Kemudian

i¢ = q + P s v 0

Formula ini membolehkan anda mengira nilai i¢ daripada nilai yang ditemui daripada eksperimen Р s , v 0 dan q.

Pada tekanan rendah P s , apabila bagi air nilai P s v 0 adalah kecil berbanding dengan haba cecair, kita boleh mengambil kira-kira

Haba cecair bertambah dengan peningkatan tekanan tepu dan mencapai nilai maksimum pada titik kritikal. Memandangkan i=u+ Pv (1), kita boleh menulis ungkapan berikut untuk tenaga dalaman air pada takat didih:

u¢ = i¢ + P s v¢

Perubahan entropi dalam proses pemanasan cecair

Dengan mengandaikan bahawa entropi air pada 0

Formula ini membolehkan anda mengira entalpi cecair pada takat didih.

2. pengewapan

Jumlah haba yang diperlukan untuk memindahkan 1 kg cecair yang dipanaskan ke takat didih ke dalam wap tepu kering dalam proses isobarik dipanggil haba tentu pengewapan (r) .

Haba pengewapan ditentukan oleh:

i¢¢ = r + i¢ mengikut haba pengewapan dan entalpi air yang didapati daripada pengalaman pada takat didih i¢. Dengan mengambil kira (1), kita boleh menulis:

r = (u¢¢-u¢)+P s (v¢¢-v¢),

di mana u¢ dan u¢¢ ialah tenaga dalaman air pada takat didih dan wap tepu kering. Persamaan ini menunjukkan bahawa haba pengewapan mempunyai dua bahagian. Satu bahagian (u¢¢-u¢) dibelanjakan untuk meningkatkan tenaga dalaman wap yang terbentuk daripada air. Ia dipanggil haba dalaman pengewapan dan dilambangkan dengan huruf r. Bahagian lain P s (v¢¢-v¢) dibelanjakan untuk kerja luar yang dilakukan oleh stim dalam proses isobarik air mendidih, dan dipanggil haba luar pengewapan (y).

Haba pengewapan berkurangan dengan peningkatan tekanan tepu dan sama dengan sifar pada titik kritikal. Haba cecair dan haba pengewapan membentuk jumlah haba wap tepu kering l¢¢.

Tenaga dalaman wap tepu kering u¢¢ adalah sama dengan

u¢¢=i¢¢-P s v¢¢

Perubahan dalam entropi stim dalam proses pengewapan ditentukan oleh ungkapan

Ungkapan ini membolehkan kita menentukan entropi stim tepu kering s¢¢.

Wap tepu basah di antara nilai sempadan isipadu tertentu v¢ dan v¢¢ terdiri daripada wap tepu kering dan air. Jumlah stim tepu kering dalam 1 kg stim tepu basah dipanggil tahap kekeringan , atau kandungan wap . Nilai ini dipanggil huruf x. Nilai (1x) dipanggil tahap kelembapan wap .

Jika kita mengambil kira tahap kekeringan, maka isipadu tentu wap tepu basah v x

v x = v¢¢x + v¢(1-x)

Haba pengewapan rx, entalpi saya x, kehangatan total l x, tenaga dalaman u x dan entropi s x untuk wap tepu basah mempunyai nilai berikut:

rx=rx; i x = i¢ + rx; lx = q + rx; u x = i¢ + rx – p s v s ; s x = s¢ + rx/T s

3. proses pemanasan lampau wap

Wap tepu kering memanas lampau pada tekanan malar dari takat didih t s sehingga suhu yang ditetapkan t; manakala isipadu tentu stim bertambah daripada v¢ sebelum ini v. Jumlah haba yang dibelanjakan untuk memanaskan 1 kg wap tepu kering dari takat didih ke suhu tertentu dipanggil haba pemanasan lampau. Haba haba lampau boleh ditentukan:

di mana - dengan p ialah kapasiti haba jisim purata stim dalam julat suhu t s - t (ditentukan daripada data rujukan).

Untuk kuantiti q p kita boleh tulis

q p \u003d i - i¢,

di mana saya ialah entalpi wap panas lampau.

WAP AIR DALAM SUASANA

KELEMBAPAN UDARA. CIRI-CIRI KANDUNGAN WAP AIR DALAM SUASANA

Kelembapan ialah jumlah wap air di atmosfera. Wap air adalah salah satu komponen terpenting atmosfera bumi.

Wap air secara berterusan memasuki atmosfera disebabkan oleh penyejatan air dari permukaan takungan, tanah, salji, ais dan tumbuh-tumbuhan, yang menggunakan purata 23% sinaran suria yang datang ke permukaan bumi.

Atmosfera mengandungi purata 1.29 1013 tan kelembapan (wap air dan air cecair), yang bersamaan dengan lapisan air 25.5 mm.

Kelembapan udara dicirikan oleh kuantiti berikut: kelembapan mutlak, tekanan separa wap air, tekanan wap tepu, kelembapan relatif, defisit tepu wap air, suhu titik embun dan kelembapan khusus.

Kelembapan mutlak a (g / m3) - jumlah wap air, dinyatakan dalam gram, terkandung dalam 1 m3 udara.

Tekanan separa (keanjalan) wap air e - tekanan sebenar wap air di udara, diukur dalam milimeter merkuri (mm Hg), milibar (mb) dan hectopascals (hPa). Tekanan wap air sering dirujuk sebagai kelembapan mutlak. Walau bagaimanapun, konsep yang berbeza ini tidak boleh dikelirukan, kerana ia mencerminkan kuantiti fizikal udara atmosfera yang berbeza.

Tekanan wap air tepu, atau keanjalan tepu, E ialah nilai maksimum tekanan separa yang mungkin pada suhu tertentu; diukur dalam unit yang sama seperti e. Keanjalan tepu meningkat dengan peningkatan suhu. Ini bermakna bahawa udara pada suhu yang lebih tinggi boleh menampung lebih banyak wap air daripada pada suhu yang lebih rendah.

Kelembapan relatif f ialah nisbah tekanan separa wap air yang terkandung dalam udara kepada tekanan wap air tepu pada suhu tertentu. Ia biasanya dinyatakan sebagai peratusan kepada integer terdekat:

Kelembapan relatif menyatakan tahap ketepuan udara dengan wap air.

Defisit tepu wap air (kekurangan tepu) d ialah perbezaan antara keanjalan tepu dan keanjalan wap air sebenar:

= E- e.

Defisit tepu dinyatakan dalam unit yang sama dan dengan ketepatan yang sama seperti nilai e dan E. Apabila kelembapan relatif meningkat, defisit tepu berkurangan dan pada / = 100% menjadi sama dengan sifar.

Oleh kerana E bergantung pada suhu udara, dan e - pada kandungan wap air di dalamnya, defisit tepu adalah nilai kompleks yang mencerminkan haba dan kandungan lembapan udara. Ini memungkinkan untuk menggunakan defisit tepu lebih meluas daripada ciri-ciri kelembapan lain untuk menilai keadaan tumbuh tumbuhan pertanian.

Takat embun td (°C) - suhu di mana wap air yang terkandung dalam udara pada tekanan tertentu mencapai keadaan tepu berbanding permukaan rata yang bersih secara kimia bagi air. Pada /= 100%, suhu udara sebenar adalah sama dengan takat embun. Pada suhu di bawah takat embun, pemeluwapan wap air bermula dengan pembentukan kabus, awan, dan embun, fros, dan fros terbentuk di permukaan bumi dan objek.

Kelembapan khusus q (g / kg) - jumlah wap air dalam gram yang terkandung dalam 1 kg udara lembap:

q= 622 e/R,

di mana e ialah keanjalan wap air, hPa; P ialah tekanan atmosfera, hPa.

Kelembapan khusus diambil kira dalam pengiraan zoometeorologi, contohnya, apabila menentukan penyejatan dari permukaan organ pernafasan dalam haiwan ternakan dan apabila menentukan kos tenaga yang sepadan.

PERUBAHAN CIRI-CIRI KELEMBAPAN UDARA DALAM SUASANA DENGAN KETINGGIAN

Jumlah terbesar wap air terkandung dalam lapisan bawah udara yang bersebelahan langsung dengan permukaan penyejatan. Wap air menembusi ke dalam lapisan atas akibat daripada resapan bergelora.

Penembusan wap air ke dalam lapisan di atasnya difasilitasi oleh fakta bahawa ia adalah 1.6 kali lebih ringan daripada udara (ketumpatan wap air berbanding udara kering pada 0 "C ialah 0.622), oleh itu udara diperkaya dengan wap air, sebagai kurang padat, cenderung naik ke atas.

Pengagihan keanjalan wap air di sepanjang menegak bergantung kepada perubahan tekanan dan suhu dengan ketinggian, pada proses pemeluwapan dan pembentukan awan. Oleh itu, adalah sukar untuk secara teori mewujudkan corak perubahan yang tepat dalam keanjalan wap air dengan ketinggian.

Tekanan separa wap air berkurangan dengan ketinggian 4-5 kali lebih cepat daripada tekanan atmosfera. Sudah pada ketinggian 6 km, tekanan separa wap air adalah 9 kali lebih rendah daripada di paras laut. Ini dijelaskan oleh fakta bahawa wap air secara berterusan memasuki lapisan permukaan atmosfera akibat daripada penyejatan dari permukaan aktif dan resapannya akibat pergolakan. Di samping itu, suhu udara berkurangan dengan ketinggian, dan kemungkinan kandungan wap air dihadkan oleh suhu, kerana menurunkannya menyumbang kepada ketepuan wap dan pemeluwapannya.

Penurunan tekanan wap dengan ketinggian mungkin bergantian dengan peningkatannya. Sebagai contoh, dalam lapisan penyongsangan, tekanan wap biasanya meningkat dengan ketinggian.

Kelembapan relatif diagihkan secara tidak rata di sepanjang menegak, tetapi secara purata ia berkurangan dengan ketinggian. Di lapisan permukaan atmosfera pada hari-hari musim panas, ia agak meningkat dengan ketinggian akibat penurunan suhu udara yang cepat, kemudian mula berkurangan akibat penurunan bekalan wap air dan sekali lagi meningkat kepada 100% dalam lapisan pembentukan awan . Dalam lapisan penyongsangan, ia berkurangan secara mendadak dengan ketinggian akibat peningkatan suhu. Kelembapan relatif berubah terutamanya tidak sekata sehingga ketinggian 2...3 km.

VARIASI HARIAN DAN TAHUNAN KELEMBAPAN UDARA

Dalam lapisan permukaan atmosfera, perubahan harian dan tahunan yang jelas dalam kandungan lembapan diperhatikan, dikaitkan dengan perubahan suhu berkala yang sepadan.

Perjalanan harian keanjalan wap air dan kelembapan mutlak di atas lautan, laut dan di kawasan pantai daratan adalah serupa dengan perjalanan harian air dan suhu udara: minimum sebelum matahari terbit dan maksimum pada 14...15 jam. adalah disebabkan oleh penyejatan yang sangat lemah (atau ketiadaannya sama sekali) pada masa ini. Pada siang hari, apabila suhu meningkat dan, dengan itu, penyejatan, kandungan lembapan dalam udara meningkat. Ini adalah perjalanan harian keanjalan wap air yang sama di atas benua pada musim sejuk.

Pada musim panas, di kedalaman benua, variasi harian kandungan lembapan mempunyai bentuk gelombang berganda (Rajah 5.1). Minimum pertama berlaku pada awal pagi bersama-sama dengan suhu minimum. Selepas matahari terbit, suhu permukaan aktif meningkat, kadar penyejatan meningkat, dan jumlah wap air di atmosfera yang lebih rendah meningkat dengan cepat. Pertumbuhan sedemikian berterusan sehingga 8-10 jam, manakala penyejatan berlaku berbanding pemindahan wap dari bawah ke lapisan yang lebih tinggi. Selepas 8-10 jam, keamatan pencampuran bergelora meningkat, yang berkaitan dengan wap air dengan cepat dipindahkan ke atas. Aliran keluar wap air ini tidak lagi mempunyai masa untuk dikompensasikan oleh penyejatan, akibatnya kandungan lembapan dan, akibatnya, keanjalan wap air dalam lapisan permukaan berkurangan dan mencapai minimum kedua pada 15-16 jam ke dalam atmosfera melalui penyejatan masih berterusan. Tekanan wap dan kelembapan mutlak di udara mula meningkat dan mencapai maksimum kedua pada 20-22 jam. Pada waktu malam, penyejatan hampir berhenti, mengakibatkan penurunan kandungan wap air.

Perjalanan tahunan keanjalan wap air dan kelembapan mutlak bertepatan dengan perjalanan tahunan suhu udara di atas lautan dan di atas darat. Di Hemisfera Utara, kandungan lembapan maksimum udara diperhatikan pada bulan Julai, minimum - pada bulan Januari. Sebagai contoh, di St. Petersburg, purata tekanan wap bulanan pada bulan Julai ialah 14.3 hPa, dan pada bulan Januari - 3.3 hPa.

Perjalanan harian kelembapan relatif bergantung pada tekanan wap dan keanjalan tepu. Dengan peningkatan suhu permukaan penyejatan, kadar penyejatan meningkat dan, akibatnya, e meningkat. Tetapi E tumbuh lebih cepat daripada e, oleh itu, dengan peningkatan suhu permukaan, dan dengan itu suhu udara, kelembapan relatif berkurangan [lihat. formula (5.1)]. Akibatnya, laluannya berhampiran permukaan bumi ternyata menjadi laluan terbalik permukaan dan suhu udara: kelembapan relatif maksimum berlaku sebelum matahari terbit, dan minimum - pada 15:00 (Rajah 5.2). Penurunan diurnalnya amat ketara di benua pada musim panas, apabila, akibat resapan wap gelora ke atas, e berhampiran permukaan berkurangan, dan disebabkan peningkatan suhu udara, E meningkat. Oleh itu, amplitud turun naik harian dalam kelembapan relatif di benua adalah lebih besar daripada permukaan air.

Dalam kursus tahunan, kelembapan relatif udara, sebagai peraturan, juga berubah dalam arah yang bertentangan dengan suhu. Sebagai contoh, di St. Petersburg, purata kelembapan relatif pada bulan Mei ialah 65%, dan pada bulan Disember - 88% (Rajah 5.3). Di kawasan dengan iklim monsun, kelembapan relatif minimum berlaku pada musim sejuk, dan maksimum pada musim panas disebabkan oleh pemindahan jisim udara laut lembap pada musim panas ke darat: contohnya, di Vladivostok pada musim panas /= 89%, pada musim sejuk /= 68%.

Perjalanan defisit tepu wap air adalah selari dengan perjalanan suhu udara. Pada siang hari, defisit paling besar pada 14-15 jam, dan yang terkecil - sebelum matahari terbit. Pada tahun ini, defisit ketepuan wap air mempunyai maksimum pada bulan paling panas dan minimum pada bulan paling sejuk. Di kawasan padang rumput yang gersang di Rusia pada musim panas pada pukul 13:00, defisit tepu melebihi 40 hPa diperhatikan setiap tahun. Di St. Petersburg, defisit ketepuan wap air pada bulan Jun purata 6.7 hPa, dan pada bulan Januari - hanya 0.5 hPa

KELEMBAPAN UDARA DALAM TUTUP RUMBUHAN

Tutupan tumbuh-tumbuhan mempunyai pengaruh yang besar terhadap kelembapan udara. Tumbuhan menyejat sejumlah besar air dan dengan itu memperkaya lapisan permukaan atmosfera dengan wap air; peningkatan kandungan lembapan udara diperhatikan di dalamnya berbanding dengan permukaan kosong. Ini juga difasilitasi oleh penurunan kelajuan angin oleh penutup tumbuh-tumbuhan, dan, akibatnya, resapan wap bergelora. Ini amat ketara pada waktu siang. Tekanan wap di dalam mahkota pokok pada hari musim panas yang cerah boleh menjadi 2...4 hPa lebih daripada di tempat terbuka, dalam beberapa kes malah 6...8 hPa. Di dalam agrophytocenoses, adalah mungkin untuk meningkatkan keanjalan stim berbanding medan stim sebanyak 6...11 hPa. Pada waktu petang dan malam, pengaruh tumbuh-tumbuhan terhadap kandungan lembapan adalah kurang.

Tumbuhan juga mempunyai pengaruh yang besar terhadap kelembapan relatif. Jadi, pada hari musim panas yang cerah, di dalam tanaman rai dan gandum, kelembapan relatif adalah 15 ... di atas tanah kosong. Dalam tanaman, kelembapan relatif tertinggi diperhatikan pada permukaan tanah yang dilorek oleh tumbuhan, dan yang paling rendah - di peringkat atas daun (Jadual 5.1). Taburan menegak kelembapan relatif dan defisit tepu

Defisit ketepuan wap air, masing-masing, dalam tanaman adalah lebih rendah daripada tanah kosong. Taburannya dicirikan oleh penurunan dari lapisan atas daun ke bahagian bawah (lihat Jadual 5.1).

Sebelum ini telah dinyatakan bahawa penutupan tumbuh-tumbuhan memberi kesan ketara kepada rejim sinaran (lihat Bab 2), suhu tanah dan udara (lihat Bab 3 dan 4), mengubahnya dengan ketara berbanding kawasan terbuka, iaitu, dalam tumbuhan. komuniti, rejim meteorologi khasnya sendiri - fitoklimat. Seberapa kuat ia dinyatakan bergantung kepada spesies, habitus dan umur tumbuhan, ketumpatan penanaman, kaedah menyemai (penanaman).

Mempengaruhi keadaan fitoklimat dan cuaca - dalam cuaca mendung dan cerah, ciri fitoklimat lebih ketara.

NILAI KELEMBAPAN UDARA UNTUK PENGELUARAN PERTANIAN

Wap air yang terkandung dalam atmosfera adalah, seperti yang dinyatakan dalam Bab 2, sangat penting dalam mengekalkan haba di permukaan bumi, kerana ia menyerap haba yang dipancarkan olehnya. Kelembapan adalah salah satu unsur cuaca yang penting untuk pengeluaran pertanian.

Kelembapan udara mempunyai pengaruh yang besar pada tumbuhan. Ia sebahagian besarnya menentukan keamatan transpirasi. Pada suhu tinggi dan kelembapan rendah (/"< 30 %) транспирация резко увеличивается и у растений возникает большой недостаток воды, что отражается на их росте и развитии. Например, отмечается недоразвитие генеративных органов, задерживается цветение.

Kelembapan yang rendah semasa tempoh berbunga menyebabkan debunga menjadi kering dan, akibatnya, persenyawaan yang tidak lengkap, yang dalam bijirin, sebagai contoh, menyebabkan melalui bijirin. Semasa tempoh pengisian bijirin, kekeringan udara yang berlebihan membawa kepada fakta bahawa bijirin ternyata lemah, hasil berkurangan.

Kandungan lembapan udara yang rendah membawa kepada buah-buahan berbuah kecil, tanaman beri, anggur, meletakkan tunas yang lemah untuk tanaman tahun depan dan, akibatnya, penurunan hasil.

Kelembapan juga menjejaskan kualiti tanaman. Adalah diperhatikan bahawa kelembapan rendah mengurangkan kualiti serat rami, tetapi meningkatkan kualiti penaik gandum, sifat teknikal minyak biji rami, kandungan gula dalam buah-buahan, dll.

Terutama yang tidak menguntungkan ialah penurunan kelembapan relatif udara dengan kekurangan kelembapan tanah. Jika cuaca panas dan kering berlarutan lama, tumbuhan mungkin kering.

Peningkatan kandungan lembapan yang berpanjangan (/> 80%) juga memberi kesan negatif terhadap pertumbuhan dan perkembangan tumbuhan. Kelembapan udara yang terlalu tinggi menyebabkan struktur tisu tumbuhan bersel besar, yang seterusnya membawa kepada penginapan tanaman bijirin. Semasa tempoh berbunga, kelembapan udara sedemikian menghalang pendebungaan normal tumbuhan dan mengurangkan hasil, kerana anter terbuka kurang, penerbangan serangga berkurangan.

Peningkatan kelembapan udara melambatkan permulaan kematangan bijirin penuh, meningkatkan kandungan lembapan dalam bijirin dan jerami, yang, pertama, menjejaskan operasi penuai, dan kedua, memerlukan kos tambahan untuk pengeringan bijirin (Jadual 5.2).

Penurunan defisit tepu kepada 3 hPa atau lebih membawa kepada hampir pemberhentian penuaian disebabkan keadaan yang tidak baik.

Pada musim panas, peningkatan kelembapan udara menyumbang kepada perkembangan dan penyebaran beberapa penyakit kulat tanaman pertanian (hawar lewat kentang dan tomato, cendawan anggur, reput putih bunga matahari, pelbagai jenis karat tanaman bijirin, dll. ). Pengaruh faktor ini terutamanya meningkat dengan peningkatan suhu (Jadual 5.3).

5.3. Bilangan tumbuhan gandum musim bunga Cesium 111 terjejas oleh smut, bergantung pada kelembapan dan suhu udara

Dalam keseimbangan haba haiwan ternakan dan manusia, pemindahan haba dikaitkan dengan kelembapan udara. Pada suhu udara di bawah 10 ° C, kelembapan yang tinggi meningkatkan pemindahan haba organisma, dan pada suhu tinggi ia melambatkannya.

Wap air - fasa gas air

wap air bukan sahaja terbentuk. Istilah ini juga digunakan untuk kabus.

Kabus ialah wap yang kelihatan disebabkan oleh titisan air yang terbentuk dengan adanya penyejuk udara - wap itu terkondensasi.

Pada tekanan yang lebih rendah, seperti di atmosfera atas atau di puncak gunung tinggi, air mendidih pada suhu yang lebih rendah daripada nominal 100 °C (212 °F). Apabila dipanaskan, ia kemudiannya menjadi wap panas lampau.

Sebagai gas, wap air hanya boleh mengandungi sejumlah wap air (jumlahnya bergantung pada suhu dan tekanan).

Keseimbangan wap-cecair adalah keadaan di mana cecair dan wap (fasa gas) berada dalam keseimbangan antara satu sama lain, ini adalah keadaan di mana kadar penyejatan (cecair berubah kepada wap) adalah sama dengan kadar pemeluwapan (perubahan wap menjadi cecair) pada tahap molekul, yang secara amnya bermaksud pertukaran "wap-air". Walaupun secara teori keseimbangan boleh dicapai dalam ruang yang agak tertutup, mereka berhubung antara satu sama lain untuk masa yang agak lama tanpa sebarang gangguan atau gangguan dari luar. Apabila gas telah menyerap jumlah maksimumnya, ia dikatakan berada dalam keseimbangan wap cecair, tetapi jika ia mempunyai lebih banyak air, ia digambarkan sebagai 'wap basah'.

Air, wap air dan sifatnya di Bumi

• topi ais kutub di Marikh
• titanium
• Eropah
• Cincin Zuhal
• Enceladus
• Pluto dan Charon
• Komet dan komet sumber populasi (tali pinggang Kuiper dan objek awan Oort).

Air-ais mungkin terdapat pada Ceres dan Tethys. Air dan bahan meruap lain mungkin membentuk sebahagian besar struktur dalaman Uranus dan Neptun dan air dalam lapisan dalam boleh dalam bentuk air ionik, di mana molekul terurai menjadi sup ion hidrogen dan oksigen, dan lebih dalam, sebagai superionik. air, di mana oksigen mengkristal, tetapi ion hidrogen terapung bebas di dalam oksigen kekisi.

Beberapa mineral Bulan mengandungi molekul air. Sebagai contoh, pada tahun 2008, peranti makmal yang mengumpul dan mengenal pasti zarah menemui sejumlah kecil sebatian di dalam mutiara gunung berapi yang dibawa dari Bulan ke Bumi oleh kru Apollo 15 pada tahun 1971. NASA melaporkan penemuan molekul air oleh NASA Moon Mineralogy Mapper di atas kapal angkasa Chandrayaan-1 Organisasi Penyelidikan Angkasa India pada September 2009.

Aplikasi Stim

Stim digunakan dalam pelbagai industri. Aplikasi umum untuk stim, sebagai contoh, dikaitkan dengan pemanasan wap proses di kilang dan loji dan dalam turbin pemacu wap di loji kuasa ...

Berikut ialah beberapa aplikasi industri biasa untuk stim: Pemanasan/Pensterilan, Gerakan/Pemacu, Pengabusan, Pembersihan, Pelembapan…

Komunikasi air dan wap, tekanan dan suhu

Ketepuan wap (kering) adalah hasil daripada proses di mana air dipanaskan hingga takat didih dan kemudian disejat dengan haba tambahan (pemanasan tersembunyi).

Jika wap ini kemudiannya dipanaskan lagi di atas takat tepu, stim menjadi wap panas lampau (pemanasan sebenar).

Wap tepu

Wap tepu terbentuk pada suhu dan tekanan di mana wap (gas) dan air (cecair) boleh wujud bersama. Dalam erti kata lain, ia berlaku apabila kadar penyejatan air adalah sama dengan kadar pemeluwapan.

Faedah menggunakan wap tepu untuk pemanasan

Wap tepu mempunyai banyak sifat yang menjadikannya sumber haba yang sangat baik, terutamanya pada suhu 100 °C (212 °F) dan ke atas.

Wap basah

Ini adalah bentuk terbiar yang paling biasa yang dialami oleh kebanyakan tumbuhan. Apabila stim dijana menggunakan dandang, ia biasanya mengandungi lembapan daripada molekul air yang tidak tersejat yang dibawa ke dalam stim teragih. Malah dandang terbaik boleh menghasilkan wap yang mengandungi 3% hingga 5% kelembapan. Apabila air menghampiri tepu dan mula menyejat, sesetengah air biasanya akan mendap keluar sebagai kabus atau titisan. Ini adalah salah satu sebab utama mengapa kondensat terbentuk daripada wap yang diedarkan.

wap panas lampau

wap panas lampau dicipta oleh pemanasan selanjutnya stim basah atau tepu melebihi titik stim tepu. Ini menghasilkan wap yang mempunyai suhu yang lebih tinggi dan ketumpatan yang lebih rendah daripada stim tepu pada tekanan yang sama. Stim panas lampau digunakan terutamanya dalam pemacu enjin/turbin dan biasanya tidak digunakan untuk pemindahan haba.

air superkritikal

Air superkritikal ialah air dalam keadaan yang melebihi titik kritikalnya: 22.1MPa, 374°C (3208 PSIA, 705°F). Pada titik kritikal, haba pendam wap adalah sifar, dan isipadu tentunya adalah sama, sama ada dalam keadaan cecair atau gas. Dalam erti kata lain, air yang berada pada tekanan dan suhu yang lebih tinggi daripada titik kritikal berada dalam keadaan yang tidak dapat dibezakan iaitu bukan cecair mahupun gas.

Air superkritikal digunakan untuk memacu turbin dalam loji kuasa yang memerlukan kecekapan yang lebih tinggi. Penyelidikan ke atas air superkritikal sedang dijalankan dengan memberi tumpuan kepada penggunaannya sebagai cecair yang mempunyai sifat kedua-dua cecair dan gas, dan khususnya mengenai kesesuaiannya sebagai pelarut untuk tindak balas kimia.

Keadaan Air yang Berbeza

perairan tak tepu

Ini adalah air dalam keadaan yang paling dikenali. Kira-kira 70% daripada berat badan manusia adalah daripada air. Dalam bentuk cecair, air mempunyai ikatan hidrogen yang stabil dalam molekul air. Perairan tak tepu adalah struktur yang agak padat, padat dan stabil.

Wap tepu

Molekul wap tepu tidak kelihatan. Apabila wap tepu memasuki atmosfera, dibuang dari saluran paip, sebahagian daripadanya terkondensasi, memindahkan habanya ke udara sekeliling, dan sedutan wap putih (titisan kecil air) terbentuk. Apabila stim termasuk titisan kecil ini, ia dipanggil wap basah.

Dalam sistem stim, aliran wap daripada perangkap stim sering salah dirujuk sebagai stim tepu apabila ia sebenarnya adalah stim kilat. Perbezaan antara kedua-duanya ialah wap tepu tidak kelihatan serta-merta di saluran keluar paip, manakala awan wap mengandungi titisan air yang boleh dilihat yang terbentuk serta-merta di dalamnya.

wap panas lampau

Wap yang dipanaskan lampau tidak akan terpeluwap walaupun ia bersentuhan dengan atmosfera dan dipengaruhi oleh perubahan suhu. Akibatnya, awan wap tidak terbentuk.

Stim panas lampau mengekalkan lebih banyak haba daripada stim tepu pada tekanan yang sama, dan molekulnya bergerak lebih cepat, jadi ia mempunyai ketumpatan yang lebih rendah (iaitu, isipadu khususnya lebih besar).

air superkritikal

Walaupun tidak mungkin untuk memberitahu melalui pemerhatian visual, ia adalah air dalam bentuk yang bukan cecair mahupun gas. Idea umum ialah gerakan molekul, yang hampir dengan gas, dan ketumpatan, yang lebih dekat dengan cecair.

Walaupun seseorang tidak dapat memberitahu melalui pemerhatian visual bentuk apa itu air, ia bukan cecair mahupun gas. Idea umum adalah bahawa gerakan molekul adalah dekat dengan gas, dan ketumpatan air tersebut lebih dekat dengan cecair.

Sifat wap air

Sebagai gas sebenar, kami menganggap wap air, yang digunakan secara meluas dalam banyak cabang teknologi, dan, di atas semua, dalam kejuruteraan kuasa haba, di mana ia adalah cecair kerja utama. Oleh itu, kajian sifat termodinamik air dan wap air adalah sangat penting.

Dalam semua bidang pengeluaran perindustrian, wap pelbagai bahan digunakan secara meluas: air, ammonia, karbon dioksida, dll. Daripada jumlah ini, wap air adalah yang paling banyak digunakan, iaitu cecair kerja dalam turbin stim, enjin stim, loji nuklear, penyejuk dalam pelbagai penukar haba, dsb.

Proses menukar bahan daripada keadaan cecair kepada keadaan gas dipanggil pengewapan. secara penyejatan dipanggil pengewapan, yang sentiasa berlaku pada sebarang suhu dari permukaan bebas cecair atau pepejal. Proses penyejatan terdiri daripada fakta bahawa molekul individu mengatasi tarikan molekul jiran pada kelajuan tinggi dan terbang keluar ke ruang sekeliling. Kadar sejatan meningkat dengan suhu cecair.

Proses mendidih terdiri daripada fakta bahawa jika haba dibekalkan kepada cecair, maka pada suhu tertentu, bergantung pada sifat fizikal bendalir kerja dan tekanan, proses pengewapan berlaku pada permukaan bebas cecair dan di dalamnya. .

Peralihan bahan daripada keadaan gas kepada keadaan cecair atau pepejal dipanggil pemeluwapan. Proses pemeluwapan, serta proses pengewapan, berlangsung pada suhu malar, jika tekanan tidak berubah. Cecair yang terhasil daripada pemeluwapan wap dipanggil kondensat.

Proses perubahan pepejal terus kepada wap dipanggil pemejalwapan. Proses terbalik peralihan wap kepada keadaan pepejal dipanggil nyahsublimasi.

Proses pengewapan. Konsep dan definisi asas. Pertimbangkan proses mendapatkan wap. Untuk melakukan ini, kami meletakkan 1 kg air pada suhu 0 ° C dalam silinder dengan omboh alih. Mari kita gunakan beberapa daya malar pada omboh dari luar R. Kemudian, dengan kawasan omboh F, tekanan akan tetap dan sama dengan p = P/F. Mari kita gambarkan proses pengewapan, iaitu, perubahan bahan daripada keadaan cecair kepada keadaan gas, dalam p,v gambar rajah (Rajah 14).

nasi. 14. Proses pengewapan dalam pv- gambar rajah

Keadaan awal air bertekanan R dan mempunyai suhu 0 ° C, digambarkan pada rajah dengan titik a 1, a 2, a 3 . Apabila haba dibekalkan kepada air, suhunya meningkat secara beransur-ansur sehingga mencapai takat didih t s , sepadan dengan tekanan ini. Dalam kes ini, isipadu khusus cecair mula-mula berkurangan, mencapai nilai minimum pada t = 4°C, dan kemudian mula meningkat. (Anomali sedemikian - peningkatan ketumpatan apabila dipanaskan dalam julat suhu tertentu - sedikit cecair mempunyai). Bagi kebanyakan cecair, isipadu tentu meningkat secara monoton apabila dipanaskan.) Keadaan cecair yang dibawa ke takat didih digambarkan dalam rajah dengan titik b 1, b 2, b 3 .

Dengan bekalan haba selanjutnya, air mula mendidih dengan peningkatan jumlah yang kuat. Silinder kini mengandungi medium dua fasa - campuran air dan wap, dipanggil wap tepu basah. Jenuh dipanggil wap, yang berada dalam keseimbangan terma dan dinamik dengan cecair dari mana ia terbentuk. Keseimbangan dinamik ialah bilangan molekul yang terbang keluar dari air ke dalam ruang wap adalah sama dengan bilangan molekul yang terkondensasi pada permukaannya. Dalam ruang wap dalam keadaan keseimbangan ini, terdapat bilangan molekul maksimum yang mungkin pada suhu tertentu. Apabila suhu meningkat, bilangan molekul dengan tenaga yang mencukupi untuk melarikan diri ke dalam ruang wap meningkat. Keseimbangan dipulihkan kerana peningkatan tekanan wap, yang membawa kepada peningkatan ketumpatannya dan, akibatnya, bilangan molekul yang terkondensasi pada permukaan air per unit masa. Ia berikutan bahawa tekanan wap tepu ialah fungsi monoton yang meningkat pada suhunya, atau, apa yang sama, suhu wap tepu ialah fungsi tekanannya yang meningkat secara monoton.

Dengan peningkatan isipadu di atas permukaan cecair, yang mempunyai suhu tepu, sejumlah cecair masuk ke dalam wap, dengan penurunan jumlah, wap "lebihan" sekali lagi masuk ke dalam cecair, tetapi dalam kedua-dua kes tekanan wap kekal malar .

Jika pengewapan cecair berlaku dalam ruang yang tidak terhad, maka kesemuanya boleh bertukar menjadi wap. Jika pengewapan cecair berlaku dalam bekas tertutup, maka molekul yang keluar dari cecair mengisi ruang bebas di atasnya, manakala beberapa molekul yang bergerak dalam ruang wap di atas permukaan kembali semula ke cecair. Pada satu ketika antara pengewapan dan peralihan terbalik molekul daripada wap kepada cecair, kesamaan mungkin berlaku di mana bilangan molekul yang meninggalkan cecair adalah sama dengan bilangan molekul yang kembali semula kepada cecair. Pada masa ini, bilangan maksimum molekul yang mungkin berada di ruang di atas cecair. Wap dalam keadaan ini menganggap ketumpatan maksimum pada suhu tertentu dan dipanggil tepu.

Oleh itu, wap yang bersentuhan dengan cecair dan dalam keseimbangan terma dengannya dipanggil tepu. Dengan perubahan suhu cecair, keseimbangan terganggu, menyebabkan perubahan yang sepadan dalam ketumpatan dan tekanan wap tepu.

Campuran dua fasa, iaitu wap dengan titisan cecair terampai di dalamnya, dipanggilwap tepu basah. Oleh itu, wap air tepu basah boleh dianggap sebagai campuran wap tepu kering dengan titisan air kecil terampai dalam jisimnya.

Pecahan jisim stim tepu kering dalam stim basah dipanggil tahap kekeringan stim dan dilambangkan dengan huruf X. Pecahan jisim air mendidih dalam wap basah, sama dengan 1- X, dipanggil darjah kelembapan. Untuk cecair mendidih x= 0, dan untuk stim tepu kering x= 1. Keadaan wap basah dicirikan oleh dua parameter: tekanan (atau suhu tepu t s , yang menentukan tekanan ini) dan tahap kekeringan wap.

Apabila haba dibekalkan, jumlah fasa cecair berkurangan, dan fasa wap meningkat. Suhu campuran kekal tidak berubah dan sama dengan t s , kerana semua haba dibelanjakan untuk penyejatan fasa cecair. Akibatnya, proses pengewapan pada peringkat ini adalah isobaric-isotermal. Akhirnya, titisan air terakhir bertukar menjadi wap, dan silinder diisi dengan hanya wap, yang dipanggil tepu kering.

Wap tepu, di mana tiada zarah terampai fasa cecair, dipanggil wap tepu kering. Isipadu dan suhu tertentu adalah fungsi tekanan. Oleh itu, keadaan stim kering boleh ditetapkan oleh mana-mana parameter - tekanan, isipadu tertentu atau suhu.

Keadaannya diwakili oleh titik c 1 , c 2 , c 3 .

Titik mewakili wap panas lampau. Apabila haba disalurkan untuk mengeringkan stim pada tekanan yang sama, suhunya akan meningkat, stim akan menjadi terlalu panas. Titik d (d 1 , d 2 , d 3) menggambarkan keadaan wap panas lampau dan, bergantung pada suhu, stim boleh terletak pada jarak yang berbeza dari titik c.

Dengan cara ini, terlampau panas stim dipanggil, suhu yang melebihi suhu stim tepu tekanan yang sama.

Oleh kerana isipadu khusus stim panas lampau pada tekanan yang sama adalah lebih besar daripada stim tepu, terdapat lebih sedikit molekul per unit isipadu stim panas lampau, yang bermaksud ia mempunyai ketumpatan yang lebih rendah. Keadaan wap panas lampau, seperti mana-mana gas, ditentukan oleh mana-mana dua parameter bebas.

Proses mendapatkan wap tepu kering pada tekanan malar biasanya digambarkan oleh graf abc, dan stim panas lampau dalam kes umum - oleh graf abcd, manakala ab ialah proses memanaskan air ke takat didih, bc ialah proses pengewapan berlaku serentak pada tekanan malar dan pada suhu malar , iaitu, proses bc adalah isobarik dan isoterma pada masa yang sama, dan, akhirnya, cd ialah proses pemanasan lampau stim pada tekanan malar, tetapi pada peningkatan suhu. Di antara titik b dan c terdapat wap basah dengan pelbagai nilai perantaraan tahap kekeringan.

Lengkung I air sejuk diwakili oleh garis selari dengan paksi-y, dengan mengandaikan bahawa air tidak boleh mampat dan, oleh itu, isipadu khusus air hampir bebas daripada tekanan. Lengkung II dipanggil lengkung sempadan bawah, atau lengkung cecair, dan lengkung III dipanggil lengkung sempadan atas, atau lengkung wap tepu kering. Lengkung II memisahkan kawasan cecair daripada kawasan wap tepu dalam rajah, dan lengkung III memisahkan kawasan wap tepu daripada kawasan wap panas lampau.

Titik a 1 , a 2 dan 3 , yang menggambarkan keadaan 1 kg air sejuk pada suhu 0 ° C dan tekanan yang berbeza, terletak hampir pada menegak yang sama. Titik b 1 , b 2 dan b 3 beralih ke kanan dengan peningkatan tekanan, kerana suhu mendidih t H dan, akibatnya, isipadu khusus air mendidih juga meningkat dengan sewajarnya. Titik c 1 , c 2 dan c 3 beralih ke kiri, jadi dengan peningkatan tekanan, isipadu khusus stim berkurangan walaupun suhu meningkat.

Ia boleh dilihat daripada gambarajah pv bahawa dengan peningkatan tekanan, titik b 1, b 2 dan b 3 dan c 1 dengan 2 dan dengan 3 semakin hampir, iaitu perbezaan dalam isipadu tertentu wap tepu kering dan air mendidih. berkurangan secara beransur-ansur (segmen bc). Akhirnya, pada tekanan tertentu, perbezaan ini menjadi sama dengan sifar, iaitu, titik b dan c bertepatan, dan garis II dan III bertumpu. Titik pertemuan kedua-dua lengkung dipanggil titik kritikal dan dilambangkan dengan huruf k. Keadaan yang sepadan dengan titik k dipanggil keadaan kritikal.

Parameter wap air keadaan kritikal adalah seperti berikut: tekanan p k = 225.65 ata; suhu t \u003d 374.15 ° C, isipadu khusus v K \u003d 0.00326 m 3 / kg.

Pada titik kritikal, air mendidih dan wap mempunyai parameter keadaan yang sama, dan perubahan dalam keadaan pengagregatan tidak disertai dengan perubahan dalam volum. Dalam erti kata lain, dalam keadaan kritikal, sempadan bersyarat yang memisahkan kedua-dua fasa jirim ini hilang. Pada suhu di atas yang kritikal (t > t K), wap panas lampau (gas) tidak boleh ditukar menjadi cecair dengan sebarang peningkatan tekanan.

Suhu kritikal ialah suhu maksimum yang mungkin untuk kewujudan bersama dua fasa: cecair dan wap tepu. Pada suhu di atas suhu kritikal, hanya satu fasa yang mungkin. Nama fasa ini (cecair atau wap panas lampau) adalah sewenang-wenangnya sedikit sebanyak dan biasanya ditentukan oleh suhunya. Semua gas adalah sangat panas lampau pada pasangan T cr. Semakin tinggi suhu superheat (pada tekanan tertentu), semakin dekat sifat stim dengan gas ideal.

Air dan wap air sebagai cecair kerja dan penyejuk digunakan secara meluas dalam kejuruteraan haba. Ini disebabkan oleh fakta bahawa air dan wap air mempunyai sifat termodinamik yang agak baik dan tidak memberi kesan buruk kepada logam dan organisma hidup. Stim terbentuk daripada air melalui penyejatan dan pendidihan.

Penyejatan dipanggil pengewapan, yang berlaku hanya pada permukaan cecair. Proses ini berlaku pada sebarang suhu. Semasa penyejatan, molekul terbang keluar dari cecair, yang mempunyai halaju yang agak tinggi, akibatnya halaju purata molekul yang kekal berkurangan, dan suhu cecair berkurangan.

Mendidih dipanggil pengewapan pesat di seluruh jisim cecair, yang berlaku apabila cecair dipindahkan melalui dinding kapal dengan jumlah haba tertentu.

Takat didih air bergantung kepada tekanan di mana air berada, semakin besar tekanan, semakin tinggi suhu di mana air mula mendidih.

Sebagai contoh, tekanan atmosfera ialah 760 mm. rt. Seni. sepadan dengan t \u003d 100 0 C, semakin besar tekanan, semakin tinggi takat didih, semakin rendah tekanan, semakin rendah takat didih air.

Jika cecair mendidih dalam bekas tertutup, maka wap terbentuk di atas cecair, yang mempunyai titisan lembapan. Wap sedemikian dipanggil tepu basah. Dalam kes ini, suhu wap basah dan air mendidih adalah sama dan sama dengan takat didih.

Jika haba sentiasa dibekalkan secara berterusan, maka semua air, termasuk titisan terkecil, akan bertukar menjadi wap. Wap sedemikian dipanggil tepu kering.

Jumlah haba yang diperlukan untuk menukar 1 kg cecair yang dipanaskan ke takat didih t kepada wap dipanggil haba pendam pengewapan (kcal/kg).

Haba pendam pengewapan bergantung kepada tekanan di mana proses pengewapan berlaku. Jadi, pada tekanan atmosfera 760 mm Hg. Seni. haba pendam pengewapan r = 540kcal/kg. Nilai tekanan wap tepu yang lebih tinggi sepadan dengan haba pendam pengewapan yang lebih rendah, dan nilai yang lebih rendah sepadan dengan haba pendam pengewapan yang lebih tinggi.

Stim tepu dan panas lampau. Nilai yang menentukan jumlah stim tepu kering dalam 1 kg stim basah sebagai peratusan dipanggil darjah kekeringan stim dan dilambangkan dengan huruf X (x). Untuk wap tepu kering X = 1.

Kelembapan stim tepu dalam dandang stim hendaklah dalam lingkungan 1-3%, iaitu tahap kekeringannya X = 100 - (1-3) = 99 - 97%.

Pemisahan zarah air daripada wap dipanggil pemisahan, dan peranti yang direka untuk ini dipanggil pemisah.

Peralihan air dari cecair ke keadaan gas dipanggil pengewapan, dan dari gas kepada cecair - pemeluwapan. Stim, suhu yang untuk tekanan tertentu melebihi suhu stim tepu, dipanggil superheated. Perbezaan suhu antara stim tepu panas lampau dan kering pada tekanan yang sama dipanggil haba lampau stim.