υδρατμούς

υδρατμούς

νερό που περιέχεται στην ατμόσφαιρα σε αέρια κατάσταση. Η ποσότητα των υδρατμών στον αέρα ποικίλλει σημαντικά. η μεγαλύτερη περιεκτικότητά του είναι έως και 4%. Οι υδρατμοί είναι αόρατοι. αυτό που ονομάζεται ατμός στην καθημερινή ζωή (ατμός από την αναπνοή στον κρύο αέρα, ατμός από βραστό νερό κ.λπ.) είναι το αποτέλεσμα της συμπύκνωσης των υδρατμών, όπως ακριβώς ομίχλη. Η ποσότητα των υδρατμών καθορίζει το πιο σημαντικό χαρακτηριστικό για την κατάσταση της ατμόσφαιρας - υγρασία αέρα.

Γεωγραφία. Σύγχρονη εικονογραφημένη εγκυκλοπαίδεια. - Μ.: Ρόσμαν. Υπό την επιμέλεια του καθ. A. P. Gorkina. 2006 .

Δείτε τι είναι ο «υδροατμός» σε άλλα λεξικά:

Οι υδρατμοί είναι η αέρια κατάσταση του νερού. Δεν έχει χρώμα, γεύση ή οσμή. Βρέθηκε στην τροπόσφαιρα. Σχηματίζεται από μόρια νερού κατά την εξάτμισή του. Όταν οι υδρατμοί εισέρχονται στον αέρα, όπως όλα τα άλλα αέρια, δημιουργούν μια ορισμένη πίεση, ... ... Wikipedia

υδρατμούς- ατμός Νερό σε αέρια κατάσταση. [RMG 75 2004] Θέματα για τη μέτρηση της περιεκτικότητας σε υγρασία Συνώνυμα ατμών EN ατμός νερού DE Wasserdampf FR vapeur d eau… Εγχειρίδιο Τεχνικού Μεταφραστή

υδρατμούς- Το νερό μέσα ατμόσφαιρα της γηςστη φάση ατμού και κάτω κρίσιμη θερμοκρασίαγια νερό... Λεξικό Γεωγραφίας

ΥΔΡΟΑΤΜΟΙ- νερό σε αέρια κατάσταση. Εισέρχεται στην ατμόσφαιρα ως αποτέλεσμα της εξάτμισης από τις επιφάνειες των λεκανών νερού και του εδάφους. Συμπυκνώνεται (βλ.) με τη μορφή ομίχλης, νεφών και νεφών και επιστρέφει στην επιφάνεια της Γης ξανά με τη μορφή διαφόρων βροχοπτώσεων ... Μεγάλη Πολυτεχνική Εγκυκλοπαίδεια

υδρατμούςτην αέρια κατάσταση του νερού. Εάν στα 101,3 kPa (760 mm Hg) το νερό θερμαίνεται στους 100 ° C, τότε βράζει και αρχίζουν να σχηματίζονται υδρατμοί, έχοντας την ίδια θερμοκρασία, αλλά πολύ μεγαλύτερο όγκο. Η κατάσταση στην οποία το νερό και ο ατμός ... ... εγκυκλοπαιδικό λεξικόστη μεταλλουργία

υδρατμούς

Οι υδρατμοί κατέχουν ιδιαίτερη θέση ανάμεσα στα πραγματικά αέρια. Έχει γίνει πολύ διαδεδομένο σε πολλούς τομείς της τεχνολογίας και χρησιμοποιείται ως ψυκτικό σταθμούς παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας. Οι υδρατμοί χρησιμοποιούνται συνήθως σε πιέσεις και θερμοκρασίες όπου πρέπει να θεωρούνται πραγματικό αέριο. Οι υδρατμοί μπορούν να ληφθούν με δύο τρόπους: με εξάτμιση και βρασμό του νερού.

Η εξάτμιση είναι η διαδικασία σχηματισμού ατμού από το νερό, που συμβαίνει μόνο από την ελεύθερη επιφάνεια. Αυτή η διαδικασία λαμβάνει χώρα σε οποιαδήποτε θερμοκρασία. Κατά την εξάτμιση, μόρια με την υψηλότερη κινητική ενέργεια αποσπώνται από την επιφάνεια του νερού και πετούν στον περιβάλλοντα χώρο. Ως αποτέλεσμα, σχηματίζονται υδρατμοί πάνω από το υγρό. Η ένταση της διαδικασίας εξάτμισης αυξάνεται με την αύξηση της θερμοκρασίας.

Ο βρασμός είναι η διαδικασία σχηματισμού υδρατμών σε ολόκληρο τον όγκο ενός υγρού. Όταν θερμαίνεται σε μια ορισμένη θερμοκρασία, σχηματίζονται φυσαλίδες ατμού μέσα στο υγρό, οι οποίες, συνδεόμενες μεταξύ τους, πετούν στον περιβάλλοντα χώρο. Για να σχηματιστεί μια φυσαλίδα ατμού και στη συνέχεια να αναπτυχθεί, είναι απαραίτητο η διαδικασία εξάτμισης να λάβει χώρα μέσα στις φυσαλίδες και αυτό είναι δυνατό μόνο εάν η κινητική ενέργεια των μορίων του νερού έχει μια τιμή επαρκή για αυτό. Δεδομένου ότι η κινητική ενέργεια των μορίων καθορίζεται από τη θερμοκρασία του υγρού, επομένως, ο βρασμός σε μια δεδομένη εξωτερική πίεση μπορεί να ξεκινήσει μόνο σε μια καλά καθορισμένη θερμοκρασία. Αυτή η θερμοκρασία ονομάζεται σημείο βρασμού ή θερμοκρασία κορεσμού και συμβολίζεται t n. Το σημείο βρασμού σε μια δεδομένη πίεση παραμένει σταθερό έως ότου όλο το υγρό μετατραπεί σε ατμό.

Ο ατμός που σχηματίζεται πάνω από την επιφάνεια ενός υγρού που βράζει ονομάζεται κορεσμένος ατμός. Ο κορεσμένος ατμός μπορεί να είναι ξηρός ή υγρός. Ο ξηρός κορεσμένος ατμός είναι ο ατμός που, όντας πάνω από την επιφάνεια ενός υγρού που βράζει, δεν περιέχει αιωρούμενα σταγονίδια υγρού. Ο υγρός κορεσμένος ατμός, ή απλά ο υγρός ατμός, είναι ένα μηχανικό μείγμα ξηρού κορεσμένου ατμού και ενός βραστό υγρού. Χαρακτηριστικό του υγρού ατμού είναι ο βαθμός ξηρότητάς του x. Ο βαθμός ξηρότητας είναι η αναλογία ξηρού κορεσμένου ατμού σε υγρό ατμό, δηλ. η αναλογία της μάζας του ξηρού κορεσμένου ατμού σε υγρό ατμό προς τη μάζα του υγρού ατμού. Η τιμή του 1–x ονομάζεται βαθμός υγρασίας ή υγρασίας υγρού κορεσμένου ατμού, δηλ. κλάσμα μάζαςβραστό υγρό σε υγρό αέρα. Οι παράμετροι που καθορίζουν πλήρως την κατάσταση του ξηρού κορεσμένου ατμού ή του βραστού υγρού είναι η θερμοκρασία ή η πίεση και ο βαθμός ξηρότητας.

Εάν η θερμότητα παρέχεται σε ξηρό κορεσμένο ατμό απουσία βραστό υγρού στην ίδια πίεση με την πίεση του ξηρού κορεσμένου ατμού, τότε θα μετατραπεί σε υπέρθερμο ατμό. Η θερμοκρασία του θα αρχίσει να ανεβαίνει. Υπέρθερμος ατμός είναι ο ατμός που έχει περισσότερα από υψηλή θερμοκρασίασε δεδομένη πίεση από τον ξηρό κορεσμένο ατμό. Η θερμοκρασία του υπέρθερμου ατμού συμβολίζεται με το γράμμα t και η διαφορά θερμοκρασίας t–t n ονομάζεται βαθμός υπερθέρμανσης ή υπερθέρμανση ατμού. Καθώς αυξάνεται η υπερθέρμανση του ατμού, θα αυξάνεται ο όγκος του, θα αυξάνεται η απόσταση μεταξύ των μορίων και, κατά συνέπεια, θα μειώνονται οι δυνάμεις αμοιβαίας έλξης, δηλ. υπερθερμασμένος ατμός στο υψηλούς βαθμούςη υπερθέρμανση θα προσεγγίσει στις ιδιότητές του ένα ιδανικό αέριο. Οι παράμετροι που καθορίζουν την κατάσταση του υπέρθερμου ατμού θα είναι η πίεση και η θερμοκρασία (ή ο συγκεκριμένος όγκος).

Η διαδικασία, το αντίστροφο της εξάτμισης, δηλ. Η διαδικασία με την οποία ένας ατμός μετατρέπεται σε υγρό ονομάζεται διαδικασία συμπύκνωσης.

3. Οι υδρατμοί και οι ιδιότητές τους

3.1. Υδρατμοί. Βασικές έννοιες και ορισμοί.

Ένα από τα πιο κοινά υγρά εργασίας σε ατμοστρόβιλοι, ατμομηχανές, στα πυρηνικά εργοστάσια, το ψυκτικό σε διάφορους εναλλάκτες θερμότητας είναι υδρατμούς. Ατμός - αέριο σώμα σε κατάσταση κοντά σε υγρό που βράζει. εξάτμιση Η διαδικασία αλλαγής μιας ουσίας από υγρή σε κατάσταση ατμού. Εξάτμιση - εξάτμιση, η οποία συμβαίνει πάντα σε οποιαδήποτε θερμοκρασία από την επιφάνεια του υγρού. Σε μια ορισμένη θερμοκρασία, ανάλογα με τη φύση του υγρού και την πίεση στην οποία βρίσκεται, αρχίζει η εξάτμιση σε ολόκληρη τη μάζα του υγρού. Αυτή η διαδικασία ονομάζεται βρασμός . Η αντίστροφη διαδικασία εξάτμισης ονομάζεται συμπύκνωση . Λειτουργεί επίσης σε σταθερή θερμοκρασία. Η διαδικασία με την οποία ένα στερεό μετατρέπεται απευθείας σε ατμό ονομάζεται εξάχνιση . Η αντίστροφη διαδικασία μετάβασης του ατμού σε στερεή κατάσταση ονομάζεται αποεξάχνωση . Όταν ένα υγρό εξατμίζεται σε περιορισμένο χώρο (σε λέβητες ατμού), συμβαίνει το αντίθετο φαινόμενο ταυτόχρονα - συμπύκνωση ατμού. Εάν ο ρυθμός συμπύκνωσης γίνει ίσος με τον ρυθμό εξάτμισης, τότε δημιουργείται δυναμική ισορροπία. Ο ατμός σε αυτή την περίπτωση έχει μέγιστη πυκνότητα και καλείται κορεσμένο ατμό . Εάν η θερμοκρασία του ατμού είναι υψηλότερη από τη θερμοκρασία του κορεσμένου ατμού της ίδιας πίεσης, τότε ο ατμός αυτός ονομάζεται υπερθερμανθεί . Η διαφορά μεταξύ της θερμοκρασίας του υπέρθερμου ατμού και της θερμοκρασίας του κορεσμένου ατμού στην ίδια πίεση ονομάζεται βαθμό υπερθέρμανσης . Δεδομένου ότι ο ειδικός όγκος του υπέρθερμου ατμού είναι μεγαλύτερος από τον ειδικό όγκο του κορεσμένου ατμού, η πυκνότητα του υπέρθερμου ατμού είναι μικρότερη από την πυκνότητα του κορεσμένου ατμού. Επομένως, ο υπέρθερμος ατμός είναι ακόρεστος ατμός . Τη στιγμή της εξάτμισης της τελευταίας σταγόνας υγρού σε περιορισμένο χώρο, χωρίς μεταβολή της θερμοκρασίας και της πίεσης, α ξηρός κορεσμένος ατμός . Η κατάσταση ενός τέτοιου ατμού καθορίζεται από μία παράμετρο - πίεση. Το μηχανικό μείγμα ξηρών και μικροσκοπικών σταγονιδίων υγρού ονομάζεται υγρός ατμός . Το κλάσμα μάζας του ξηρού ατμού σε υγρό ατμό ονομάζεται βαθμό ξηρότητας –Χ.

Χ\u003d m cn / m ch,

m cn - η μάζα του ξηρού ατμού σε υγρό. m vp - μάζα υγρού ατμού. Το κλάσμα μάζας του υγρού σε υγρό ατμό ονομάζεται βαθμό υγρασίας –στο.

στο= 1 – .

Για υγρό που βράζει σε θερμοκρασία κορεσμού  = 0, για ξηρό ατμό -  = 1.

3.2 Υγρός αέρας. Απόλυτη και σχετική υγρασία.

Ο ατμοσφαιρικός αέρας χρησιμοποιείται ευρέως στην τεχνολογία: ως λειτουργικό ρευστό (σε μονάδες ψύξης αέρα, κλιματιστικά, εναλλάκτες θερμότητας και στεγνωτήρια) και ως αναπόσπαστο μέρος για την καύση καυσίμου (σε κινητήρες εσωτερικής καύσης, εγκαταστάσεις αεριοστροβίλων, γεννήτριες ατμού).

Ξηρός αέρας ονομάζεται αέρας που δεν περιέχει υδρατμούς. Ο ατμοσφαιρικός αέρας περιέχει πάντα λίγους υδρατμούς.

υγρός αέρας είναι ένα μείγμα ξηρού αέρα και υδρατμών.

Στη θερμική μηχανική, ορισμένα αέρια σώματα ονομάζονται ατμός. Έτσι, για παράδειγμα, το νερό σε αέρια κατάσταση ονομάζεται υδρατμός, αμμωνία - ατμός αμμωνίας.

Ας εξετάσουμε λεπτομερέστερα τις θερμοδυναμικές ιδιότητες του νερού και του ατμού. (1-6).

Ο σχηματισμός ατμού από το ομώνυμο υγρό συμβαίνει μέσω εξάτμιση και βρασμό . Υπάρχει μια θεμελιώδης διαφορά μεταξύ αυτών των διαδικασιών. Η εξάτμιση του υγρού γίνεται μόνο από την ανοιχτή επιφάνεια. Μεμονωμένα μόρια με υψηλή ταχύτητα ξεπερνούν την έλξη γειτονικών μορίων και πετούν στον περιβάλλοντα χώρο. Ο ρυθμός εξάτμισης αυξάνεται με τη θερμοκρασία του υγρού. Η ουσία του βρασμού είναι ότι η παραγωγή ατμού συμβαίνει κυρίως στον όγκο του ίδιου του υγρού λόγω της εξάτμισης του μέσα στις φυσαλίδες ατμού. Υπάρχουν οι ακόλουθες καταστάσεις υδρατμών:

υγρός ατμός?

Ξηρός κορεσμένος ατμός.

υπερθερμασμένος ατμός.

Ο ατμοσφαιρικός αέρας (υγρός αέρας) μπορεί να είναι:

Υπερκορεσμένος υγρός αέρας.

κορεσμένος υγρός αέρας.

ακόρεστο υγρό αέρα.

υπερκορεσμένο Ο υγρός αέρας είναι ένα μείγμα ξηρού αέρα και υγρών υδρατμών. Ένα φυσικό φαινόμενο είναι η ομίχλη. Κορεσμένα Ο υγρός αέρας είναι ένα μείγμα ξηρού αέρα και ξηρού κορεσμένου υδρατμού. ακόρεστα Ο υγρός αέρας είναι ένα μείγμα ξηρού αέρα και υπερθερμασμένου υδρατμού.

Θα πρέπει να σημειωθεί θεμελιωδώς διαφορετικές έννοιες του όρου "υγρό" σε σχέση με τον ατμό και τον αέρα. Ο ατμός ονομάζεται υγρός εάν περιέχει ένα λεπτό διασκορπισμένο υγρό. Ο υγρός αέρας σε όλες τις περιπτώσεις που ενδιαφέρουν την τεχνολογία περιέχει υπερθερμασμένους ή ξηρούς κορεσμένους υδρατμούς. Στη γενική περίπτωση, ο υγρός αέρας μπορεί επίσης να περιέχει υγρούς υδρατμούς (για παράδειγμα, σύννεφα), αλλά αυτή η περίπτωση δεν παρουσιάζει τεχνικό ενδιαφέρον και δεν εξετάζεται περαιτέρω.

Στον ατμοσφαιρικό (υγρό) αέρα, κάθε συστατικό βρίσκεται υπό τη δική του μερική πίεση, έχει θερμοκρασία ίση με τη θερμοκρασία του υγρού αέρα και είναι ομοιόμορφα κατανεμημένη σε όλο τον όγκο.

Οι θερμοδυναμικές ιδιότητες του υγρού αέρα ως αέριου μίγματος ξηρού αέρα και υδρατμών προσδιορίζονται σύμφωνα με τους νόμους που είναι χαρακτηριστικοί των ιδανικών αερίων.

Ο υπολογισμός των διεργασιών με υγρό αέρα πραγματοποιείται συνήθως υπό την προϋπόθεση ότι η ποσότητα ξηρού αέρα στο μείγμα δεν αλλάζει. Η μεταβλητή είναι η ποσότητα υδρατμών που περιέχεται στο μείγμα. Επομένως, οι συγκεκριμένες τιμές που χαρακτηρίζουν τον υγρό αέρα αναφέρονται σε 1 κιλό ξηρού αέρα.

Η πίεση του υγρού αέρα καθορίζεται από το νόμο του Dalton:

Р=Рв+Рп, (3.1)

Όπου Pv είναι η μερική πίεση του ξηρού αέρα, kPa. Το Pp είναι η μερική πίεση των υδρατμών, kPa.

Ας γράψουμε την εξίσωση Clapeyron - Mendeleev

βρεγμένος αέρα PV=MRT; (3.2)

ξηρός αέρας P B V=M B R B T; (3.3)

νερό ατμός P P V=M P R P T, (3.4)

όπου V είναι ο όγκος του υγρού αέρα, m 3; M, M V, M P - μάζα υγρού, ξηρού αέρα και υδρατμών, αντίστοιχα, kg. R, R V, R P – σταθερά αερίου υγρού, ξηρού αέρα και υδρατμών, αντίστοιχα, kJ/(kgK); T είναι η απόλυτη θερμοκρασία του υγρού αέρα, Κ.

Απόλυτη υγρασία αέρα - την ποσότητα υδρατμών που περιέχεται σε 1 m 3 υγρού αέρα. Συμβολίζεται με  P και μετριέται σε kg / m 3 ή g / m 3. Με άλλα λόγια, αντιπροσωπεύει την πυκνότητα των υδρατμών στον αέρα:  P \u003d R P / (R P T). Είναι προφανές ότι

 P \u003d M P / V, όπου V είναι ο όγκος του υγρού αέρα με μάζα M.

Σχετική υγρασία  είναι ο λόγος της απόλυτης υγρασίας του αέρα σε μια δεδομένη κατάσταση προς την απόλυτη υγρασία του κορεσμένου αέρα (H) στην ίδια θερμοκρασία.

Δύο χαρακτηριστικές καταστάσεις του αέρα μπορούν να σημειωθούν ως προς την τιμή :<100 %, при этом Р П <Р Н и водяной пар перегретый, а влажный воздух ненасыщенный;=100 %, при этом Р П =Р Н и водяной пар сухой насыщенный, а влажный воздух насыщенный. Температура, до которой необходимо охлаждать ненасыщенный влажный воздух, чтобы содержащийся в нем перегретый пар стал сухим насыщенным, называется температурой точки росы t Н.

3.3 Εγώd - διάγραμμα υγρού αέρα

Για πρώτη φορά id - διάγραμμα για υγρό αέρα προτάθηκε από τον καθηγητή. ΕΝΤΑΞΕΙ. Ramzin. Επί του παρόντος, χρησιμοποιείται στους υπολογισμούς συστημάτων κλιματισμού, στεγνώματος, εξαερισμού και θέρμανσης. Vid - το διάγραμμα κατά μήκος της τετμημένης δείχνει την περιεκτικότητα σε υγρασία d, g / kg ξηρού αέρα και κατά μήκος της τεταγμένης - τη συγκεκριμένη ενθαλπία υγρού αέρα i, kJ / kg ξηρού αέρα. Για μια πιο βολική διάταξη των μεμονωμένων γραμμών που σχεδιάζονται στο id - διάγραμμα, είναι χτισμένο σε πλάγιες συντεταγμένες, στις οποίες ο άξονας της τετμημένης σχεδιάζεται υπό γωνία 135 ° ως προς τον άξονα y.

Με αυτή τη διάταξη των αξόνων συντεταγμένων, οι ευθείες i=const, που πρέπει να είναι παράλληλες στον άξονα x, πηγαίνουν λοξά. Για τη διευκόλυνση των υπολογισμών, οι τιμές του d μειώνονται στον οριζόντιο άξονα συντεταγμένων.

Οι ευθείες d=const έχουν τη μορφή ευθειών παράλληλων προς τον άξονα y, δηλ. κάθετα. Επιπλέον, ισόθερμες t C =const, t M =const (διακεκομμένες γραμμές στο διάγραμμα) απεικονίζονται στο id.-διάγραμμα στη γραμμή σταθερών τιμών σχετικής υγρασίας (ξεκινώντας από .=5% έως =100%). Γραμμές σταθερών τιμών σχετικής υγρασίας =const χτίζονται μόνο μέχρι την ισόθερμη 100°, δηλαδή έως ότου η μερική τάση ατμών στον αέρα P P είναι μικρότερη από την ατμοσφαιρική πίεση P. Τη στιγμή που η P P γίνεται ίση με P, αυτές οι γραμμές χάνουν τη φυσική τους σημασία, η οποία φαίνεται από την εξίσωση (10) στην οποία η P=st=cont.

Η καμπύλη σταθερής σχετικής υγρασίας =100% χωρίζει ολόκληρο το διάγραμμα σε δύο μέρη. Αυτό το τμήμα του που βρίσκεται πάνω από αυτή τη γραμμή είναι μια περιοχή ακόρεστου υγρού αέρα στην οποία ο ατμός βρίσκεται σε υπερθερμασμένη κατάσταση. Το τμήμα του διαγράμματος κάτω από τη γραμμή =100% είναι η περιοχή του κορεσμένου υγρού αέρα.

Εφόσον στο =100% οι ενδείξεις των ξηρών και υγρών θερμομέτρων είναι ίδιες, t C =t M , τότε οι ισόθερμες t C =t M =const τέμνονται στην ευθεία =100%..

Για να βρείτε ένα σημείο στο διάγραμμα που αντιστοιχεί στην κατάσταση ενός δεδομένου υγρού αέρα, αρκεί να γνωρίζετε δύο από τις παραμέτρους του από αυτές που φαίνονται στο διάγραμμα. Κατά τη διεξαγωγή ενός πειράματος, είναι σκόπιμο να χρησιμοποιείτε εκείνες τις παραμέτρους που μετρώνται ευκολότερα και με μεγαλύτερη ακρίβεια στο πείραμα. Στην περίπτωσή μας, αυτές οι παράμετροι είναι η θερμοκρασία των ξηρών και υγρών λαμπτήρων.

Γνωρίζοντας αυτές τις θερμοκρασίες, μπορεί κανείς να βρει το σημείο τομής των αντίστοιχων ισόθερμων στο διάγραμμα. Το σημείο που βρίσκεται με αυτόν τον τρόπο θα καθορίσει την κατάσταση του υγρού αέρα και από το id - διάγραμμα, μπορείτε να προσδιορίσετε όλες τις άλλες παραμέτρους αέρα: περιεκτικότητα σε υγρασία - d; σχετική υγρασία -, ενθαλπία αέρα -i; μερική πίεση ατμών - R P, θερμοκρασία σημείου δρόσου - t M.

Ποιες άλλες ουσίες, εκτός από αέρια, υπάρχουν στον αέρα;

1. Κατανομή υδρατμών στον αέρα.Μετά τη βροχή, όλοι παρακολουθήσατε πώς οι στέγες των σπιτιών, οι κορμοί δέντρων και τα φύλλα βρέχονται, λακκούβες σχηματίζονται παντού. Μετά τη διάχυση των νεφών, εμφανίζεται ο Ήλιος, και τα πάντα γύρω στεγνώνουν. Πού πάει το νερό της βροχής χωρίς ίχνος; Μετατρέπεται σε υδρατμούς. Δεδομένου ότι είναι άχρωμο, όπως ο αέρας, δεν μπορούμε να το δούμε.
Όλος ο αέρας περιέχει μια ορισμένη ποσότητα νερού με τη μορφή υδρατμών. Σωματίδια νερού με τη μορφή ατμού περιέχονται επίσης στη σύνθεση του αέρα στο δωμάτιο. Είναι εύκολο να το παρατηρήσετε. Το χειμώνα, δώστε προσοχή σε μεταλλικά αντικείμενα (κλειδαράδα χαρτοφυλακίου, πατίνια κ.λπ.) που φέρνετε στο σπίτι από το δρόμο. Μετά από λίγο αρχίζουν να «ιδρώνουν». Αυτό σημαίνει ότι ο ζεστός αέρας του δωματίου, σε επαφή με ένα κρύο αντικείμενο, απελευθερώνει σταγονίδια νερού.
Η υγρασία της επιφάνειας της γης εξατμίζεται από το έδαφος, τους βάλτους, τα ποτάμια, τις λίμνες, τις θάλασσες και τους ωκεανούς με τη μορφή υδρατμών στην ατμόσφαιρα. Μεγάλη ποσότητα νερού (86%) εξατμίζεται από τους ωκεανούς και τις θάλασσες.
Στη φύση, οι υδρατμοί βρίσκονται σε συνεχή κυκλοφορία. Οι υδρατμοί, που υψώνονται πάνω από τους ωκεανούς και τις χερσαίες επιφάνειες, εισέρχονται στην ατμόσφαιρα. Τα ρεύματα αέρα το μεταφέρουν μαζί τους σε άλλα μέρη. Οι υδρατμοί, με τη σειρά τους, ψύχονται, μετατρέπονται σε σύννεφα και με τη μορφή βροχοπτώσεων επιστρέφουν ξανά στην επιφάνεια της Γης.

2. Εξάρτηση των υδρατμών στον αέρα από τη θερμοκρασία.Η περιεκτικότητα του αέρα σε υδρατμούς εξαρτάται από την κατάσταση της εξατμισμένης επιφάνειας και τη θερμοκρασία. Υπάρχουν πολλοί υδρατμοί στον αέρα πάνω από τον ωκεανό, αλλά λίγοι στην ξηρά. Επιπλέον, όσο υψηλότερη είναι η θερμοκρασία, τόσο μεγαλύτερη είναι η ποσότητα υδρατμών στον αέρα.

Όπως φαίνεται από τον πίνακα, ο αέρας μπορεί να περιέχει υδρατμούς, αντίστοιχα, σε μια συγκεκριμένη θερμοκρασία. Εάν ο αέρας περιέχει τόσους υδρατμούς όσο μπορεί να περιέχει σε μια δεδομένη θερμοκρασία, τότε ονομάζεται κορεσμένος. Για παράδειγμα, για κορεσμό 1 m3 αέρα με υδρατμούς σε θερμοκρασία +30°C, χρειάζονται 30 g υδρατμών. Εάν η ποσότητα των υδρατμών είναι μόνο 25 g, τότε ο αέρας θα είναι ακόρεστος, ξηρός.
Καθώς η θερμοκρασία αυξάνεται, ο κορεσμένος αέρας γίνεται ακόρεστος. Για παράδειγμα, για τον κορεσμό 1 m3 αέρα σε θερμοκρασία 0°C, χρειάζονται 5 g υδρατμών. Εάν η θερμοκρασία του αέρα ανέβει στους + 10 ° C, τότε 4 g υδρατμών δεν θα είναι αρκετά για να κορεστούν τον αέρα.

3. Απόλυτη και σχετική υγρασία.Η περιεκτικότητα του αέρα σε υδρατμούς καθορίζεται από την απόλυτη και σχετική υγρασία.
Απόλυτη υγρασία - η ποσότητα των υδρατμών σε γραμμάρια ανά 1 m3 αέρα (g / m3).
Η σχετική υγρασία είναι η αναλογία της ποσότητας υγρασίας που υπάρχει σε 1 m3 αέρα προς την ποσότητα υδρατμών που διαποτίζει τον αέρα σε μια δεδομένη θερμοκρασία. Η σχετική υγρασία εκφράζεται ως ποσοστό.
Η σχετική υγρασία δείχνει τον βαθμό κορεσμού του αέρα με υδρατμούς. Για παράδειγμα, 1 m3 αέρα μπορεί να περιέχει 1 g υδρατμούς στους -20°C. Ο αέρας περιέχει 0,5 g υγρασίας. Τότε η σχετική υγρασία είναι 50%. Όταν ο αέρας είναι κορεσμένος με υδρατμούς, η σχετική υγρασία φτάνει το 100%.

4. Συμπύκνωση υδρατμών.Μετά τον κορεσμό του αέρα με υδρατμούς, ο υπόλοιπος ατμός μετατρέπεται σε σταγονίδια νερού. Εάν σε 1 m3 αέρα σε θερμοκρασία -10 ° C, αντί για 2 g υδρατμούς, έχουν μαζευτεί 3 g, τότε το επιπλέον 1 g ατμού μετατρέπεται σε σταγονίδια νερού. Όταν η θερμοκρασία του κορεσμένου αέρα πέφτει, δεν μπορεί να συγκρατήσει τόσους υδρατμούς. Για παράδειγμα, για τον κορεσμό 1 m3 αέρα στους +10°C, χρειάζονται 9 g υδρατμών. Εάν η θερμοκρασία πέσει στους 0°, τότε ο αέρας συγκρατεί μόνο 5 g υδρατμούς, τα επιπλέον 4 g μετατρέπονται σε σταγονίδια νερού.
Υπό ορισμένες συνθήκες, η μετάβαση των υδρατμών σε υγρή κατάσταση (σταγονίδια νερού) ονομάζεται συμπύκνωση (στα λατινικά συμπύκνωση- πάχυνση). Σε θερμοκρασία 0°C, οι υδρατμοί περνούν σε στερεή κατάσταση, δηλ. μετατρέπεται σε κρυστάλλους πάγου.

5. Μέτρηση υγρασίας αέρα.Η σχετική υγρασία μετριέται με συσκευή - υγρόμετρο μαλλιών (στα ελληνικά hygros -βρεγμένος, μετρητής- Μετρήστε). Αυτή η συσκευή χρησιμοποιεί την ιδιότητα των ανθρώπινων μαλλιών, να μακραίνουν με την αυξανόμενη υγρασία. Όταν μειώνεται η υγρασία, τα μαλλιά βραχύνονται. Τα μαλλιά είναι κολλημένα στο χέρι του καντράν, ενώ μακραίνει ή κοντύνει τα μαλλιά, το βέλος, που κινείται κατά μήκος του καντράν, δείχνει τη σχετική υγρασία σε ποσοστό (Εικ. 54).

Ρύζι. 54. Υγρόμετρο μαλλιών.

Ένα υγρόμετρο, όπως ένα θερμόμετρο, τοποθετείται σε ένα μετεωρολογικό θάλαμο.
Στους μετεωρολογικούς σταθμούς, η υγρασία του αέρα προσδιορίζεται χρησιμοποιώντας πιο ακριβή όργανα και χρησιμοποιώντας ειδικούς πίνακες.

1. Γιατί υπάρχουν περισσότεροι υδρατμοί στον αέρα πάνω από τον ισημερινό παρά στην εύκρατη ζώνη;

2. Τι συμβαίνει με τους υδρατμούς στον αέρα με την αλλαγή του υψομέτρου;
3. Θερμοκρασία αέρα +10°С. Απόλυτη υγρασία 6 g/m3. Κάτω από ποιες συνθήκες θα είναι κορεσμένος ο αέρας με υδρατμούς; (Λύστε με 2 τρόπους.)
4. Εξοικειωθείτε με τη δομή του υγρόμετρου και μετρήστε τη σχετική υγρασία.

5*. Η θερμοκρασία του αέρα είναι +30°С και η απόλυτη υγρασία είναι 20 g/m3. Υπολογίστε τη σχετική υγρασία.

Υδρατμοί - η αέρια φάση του νερού

υδρατμούςόχι μόνο σχηματίζεται. Αυτός ο όρος ισχύει και για την ομίχλη.

Η ομίχλη είναι ατμός που γίνεται ορατός λόγω σταγονιδίων νερού που σχηματίζονται παρουσία ψύκτη αέρα - οι ατμοί συμπυκνώνονται.

Σε χαμηλότερες πιέσεις, όπως στην ανώτερη ατμόσφαιρα ή στην κορυφή ψηλών βουνών, το νερό βράζει σε χαμηλότερη θερμοκρασία από την ονομαστική θερμοκρασία 100 °C (212 °F). Όταν θερμαίνεται, αργότερα γίνεται υπέρθερμος ατμός.

Ως αέριο, οι υδρατμοί μπορούν να περιέχουν μόνο μια ορισμένη ποσότητα υδρατμών (η ποσότητα εξαρτάται από τη θερμοκρασία και την πίεση).

Ισορροπία ατμού-υγρούείναι μια κατάσταση στην οποία το υγρό και ο ατμός (αέρια φάση) βρίσκονται σε ισορροπία μεταξύ τους, αυτή είναι μια κατάσταση όπου ο ρυθμός εξάτμισης (το υγρό μεταβάλλεται σε ατμό) είναι ίσος με τον ρυθμό συμπύκνωσης (μετατροπή ατμού σε υγρό) σε μοριακό επίπεδο, που γενικά σημαίνει αλληλομετατροπές ατμού-νερού. Αν και θεωρητικά η ισορροπία μπορεί να επιτευχθεί σε έναν σχετικά κλειστό χώρο, βρίσκονται σε επαφή μεταξύ τους για αρκετά μεγάλο χρονικό διάστημα χωρίς καμία παρέμβαση ή παρέμβαση από το εξωτερικό. Όταν ένα αέριο έχει απορροφήσει τη μέγιστη ποσότητα του, λέγεται ότι βρίσκεται σε ισορροπία υγρών ατμών, αλλά εάν έχει περισσότερο νερό, περιγράφεται ως «υγρός ατμός».

Νερό, υδρατμοί και οι ιδιότητές τους στη Γη

• πολικοί πάγοι στον Άρη
• Τιτάνιο
• Ευρώπη
• Δακτύλιοι του Κρόνου
• Εγκέλαδος
• Πλούτωνας και Χάρων
• Κομήτες και κομήτες πηγή πληθυσμού (ζώνη Kuiper και αντικείμενα νέφους Oort).

Νερό-πάγος μπορεί να υπάρχει σε Ceres και Tethys. Το νερό και άλλα πτητικά πιθανότατα αποτελούν τις περισσότερες από τις εσωτερικές δομές του Ουρανού και του Ποσειδώνα και το νερό στα βαθιά στρώματα μπορεί να έχει τη μορφή ιοντικού νερού, στο οποίο τα μόρια διασπώνται σε μια σούπα ιόντων υδρογόνου και οξυγόνου και βαθύτερα, ως υπεριονικό νερό, στο οποίο το οξυγόνο κρυσταλλώνεται, αλλά τα ιόντα υδρογόνου επιπλέουν ελεύθερα στα ιόντα υδρογόνου.

Μερικά από τα ορυκτά της Σελήνης περιέχουν μόρια νερού. Για παράδειγμα, το 2008 μια εργαστηριακή συσκευή που συλλέγει και αναγνωρίζει σωματίδια βρήκε μικρές ποσότητες ενώσεων μέσα σε ηφαιστειακά μαργαριτάρια που έφεραν από τη Σελήνη στη Γη το πλήρωμα του Apollo 15 το 1971. Η NASA ανέφερε την ανακάλυψη μορίων νερού από το NASA Moon Mineralogy Mapper στο διαστημόπλοιο Chandrayaan-1 του Ινδικού Οργανισμού Διαστημικής Έρευνας τον Σεπτέμβριο του 2009.

Εφαρμογές Steam

Ο ατμός χρησιμοποιείται σε ένα ευρύ φάσμα βιομηχανιών. Οι γενικές εφαρμογές για τον ατμό, για παράδειγμα, σχετίζονται με τη θέρμανση με ατμό των διεργασιών σε εργοστάσια και εγκαταστάσεις και σε τουρμπίνες ατμού σε σταθμούς ηλεκτροπαραγωγής ...

Ακολουθούν ορισμένες τυπικές βιομηχανικές εφαρμογές για τον ατμό: Θέρμανση/Αποστείρωση, Κίνηση/Κίνηση, Ψεκασμός, Καθαρισμός, ύγρανση…

Επικοινωνία νερού και ατμού, πίεσης και θερμοκρασίας

Ο κορεσμός του (ξηρού) ατμού είναι το αποτέλεσμα μιας διαδικασίας όπου το νερό θερμαίνεται μέχρι το σημείο βρασμού και στη συνέχεια εξατμίζεται με πρόσθετη θερμότητα (κρυφή θέρμανση).

Εάν αυτός ο ατμός στη συνέχεια θερμανθεί περαιτέρω πάνω από το σημείο κορεσμού, ο ατμός γίνεται υπέρθερμος ατμός (πραγματική θέρμανση).

Κορεσμένος ατμός

Κορεσμένος ατμόςσχηματίζεται σε θερμοκρασίες και πιέσεις όπου μπορεί να συνυπάρξουν ατμός (αέριο) και νερό (υγρό). Με άλλα λόγια, συμβαίνει όταν ο ρυθμός εξάτμισης του νερού είναι ίσος με τον ρυθμό συμπύκνωσης.

Οφέλη από τη χρήση κορεσμένου ατμού για θέρμανση

Ο κορεσμένος ατμός έχει πολλές ιδιότητες που τον καθιστούν εξαιρετική πηγή θερμότητας, ειδικά σε θερμοκρασίες 100 °C (212 °F) και άνω.

Υγρός ατμός

Αυτή είναι η πιο κοινή μορφή αγρανάπαυσης που βιώνουν πραγματικά τα περισσότερα φυτά. Όταν ο ατμός παράγεται χρησιμοποιώντας ένα λέβητα, συνήθως περιέχει υγρασία από μη εξατμισμένα μόρια νερού που μεταφέρονται στον κατανεμημένο ατμό. Ακόμη και οι καλύτεροι λέβητες μπορούν να παράγουν ατμό που περιέχει 3% έως 5% υγρασία. Καθώς το νερό πλησιάζει τον κορεσμό και αρχίζει να εξατμίζεται, λίγο νερό συνήθως καθιζάνει ως ομίχλη ή σταγονίδια. Αυτός είναι ένας από τους βασικούς λόγους για τους οποίους το συμπύκνωμα σχηματίζεται από τους κατανεμημένους ατμούς.

υπερθερμασμένος ατμός

υπερθερμασμένος ατμόςπου δημιουργείται με περαιτέρω θέρμανση υγρού ή κορεσμένου ατμού πέρα ​​από το σημείο κορεσμένου ατμού. Αυτό παράγει ατμό που έχει υψηλότερη θερμοκρασία και χαμηλότερη πυκνότητα από τον κορεσμένο ατμό στην ίδια πίεση. Ο υπερθερμασμένος ατμός χρησιμοποιείται κυρίως στον κινητήρα/τουρμπίνα και δεν χρησιμοποιείται συνήθως για μεταφορά θερμότητας.

υπερκρίσιμο νερό

Το υπερκρίσιμο νερό είναι το νερό σε κατάσταση που υπερβαίνει το κρίσιμο σημείο του: 22,1 MPa, 374°C (3208 PSIA, 705°F). Στο κρίσιμο σημείο, η λανθάνουσα θερμότητα του ατμού είναι μηδέν και ο ειδικός όγκος του είναι ακριβώς ο ίδιος, είτε σε υγρή είτε σε αέρια κατάσταση. Με άλλα λόγια, το νερό που βρίσκεται σε υψηλότερη πίεση και θερμοκρασία από το κρίσιμο σημείο βρίσκεται σε δυσδιάκριτη κατάσταση που δεν είναι ούτε υγρό ούτε αέριο.

Το υπερκρίσιμο νερό χρησιμοποιείται για την κίνηση στροβίλων σε σταθμούς παραγωγής ενέργειας που απαιτούν υψηλότερη απόδοση. Η έρευνα για το υπερκρίσιμο νερό διεξάγεται με έμφαση στη χρήση του ως υγρού που έχει τις ιδιότητες τόσο υγρού όσο και αερίου, και ειδικότερα στην καταλληλότητά του ως διαλύτη για χημικές αντιδράσεις.

Διαφορετικές καταστάσεις νερού

ακόρεστα νερά

Αυτό είναι το νερό στην πιο αναγνωρίσιμη κατάστασή του. Περίπου το 70% του βάρους του ανθρώπινου σώματος προέρχεται από νερό. Σε υγρή μορφή, το νερό έχει σταθερούς δεσμούς υδρογόνου στο μόριο του νερού. Τα ακόρεστα νερά είναι σχετικά συμπαγείς, πυκνές και σταθερές δομές.

Κορεσμένος ατμός

Τα μόρια κορεσμένων ατμών είναι αόρατα. Όταν κορεσμένος ατμός εισέρχεται στην ατμόσφαιρα, εξαεριζόμενος από αγωγούς, μέρος του συμπυκνώνεται, μεταφέροντας τη θερμότητά του στον περιβάλλοντα αέρα και σχηματίζονται εισπνοές λευκού ατμού (μικροσκοπικά σταγονίδια νερού). Όταν ο ατμός περιλαμβάνει αυτά τα μικροσκοπικά σταγονίδια, ονομάζεται υγρός ατμός.

Σε ένα σύστημα ατμού, τα ρεύματα ατμού από παγίδες ατμού συχνά αναφέρονται λανθασμένα ως κορεσμένος ατμός όταν είναι στην πραγματικότητα ατμός φλας. Η διαφορά μεταξύ των δύο είναι ότι ο κορεσμένος ατμός είναι αόρατος αμέσως στην έξοδο του σωλήνα, ενώ το νέφος ατμών περιέχει ορατά σταγονίδια νερού που σχηματίζονται αμέσως σε αυτό.

υπερθερμασμένος ατμός

Ο υπερθερμασμένος ατμός δεν θα συμπυκνωθεί ακόμα κι αν έρθει σε επαφή με την ατμόσφαιρα και επηρεαστεί από αλλαγές θερμοκρασίας. Ως αποτέλεσμα, δεν σχηματίζονται σύννεφα ατμών.

Ο υπέρθερμος ατμός διατηρεί περισσότερη θερμότητα από τον κορεσμένο ατμό στην ίδια πίεση και τα μόριά του κινούνται πιο γρήγορα, επομένως έχει μικρότερη πυκνότητα (δηλαδή, ο ειδικός όγκος του είναι μεγαλύτερος).

υπερκρίσιμο νερό

Αν και δεν είναι δυνατόν να διακρίνει κανείς με οπτική παρατήρηση, είναι νερό σε μορφή που δεν είναι ούτε υγρή ούτε αέρια. Η γενική ιδέα είναι η μοριακή κίνηση, η οποία είναι κοντά σε αυτή ενός αερίου, και η πυκνότητα, η οποία είναι πιο κοντά σε αυτή ενός υγρού.

Αν και κανείς δεν μπορεί να πει με οπτική παρατήρηση σε ποια μορφή είναι το νερό, δεν είναι ούτε υγρό ούτε αέριο. Η γενική ιδέα είναι ότι η μοριακή κίνηση είναι κοντά σε ένα αέριο και η πυκνότητα αυτού του νερού είναι πιο κοντά σε ένα υγρό.