- •ВОДА В АТМОСФЕРЕ
- •В атмосфере постоянно находится около 10 000 миллиардов тонн воды в виде пара.
- •Вода на Земле находится в постоянном движении, она все время расходуется и восстанавливается
- •Физико-химические свойства воды
- •Парциальное давление водяного пара – это давление, которое производил бы водяной пар, если
- •Давлением насыщенного пара Е , гПа, называется наибольшее содержание водяного пара над данной
- •При отрицательных температурах давление насыщенного водяного пара по отношению к ледяным кристаллам меньше,
- ••Поскольку давление создается двигающимися молекулами, то значение давления прямо
- •ФАКТОРЫ, ВЛИЯЮЩИЕ на ДАВЛЕНИЕ НАСЫЩЕННОГО ПАРА
- ••• 3. Кривизна поверхности:
- •• 4. Влияние наличие в воде примесей: закон Рауля
- ••5. Наличие электрического заряда
- •ОСНОВНОЙ ФАКТОР, ВЛИЯЮЩИЙ НАНАЧАЛО ФАЗОВОГО ПЕРЕХОДА ВОЫ В АТМОСФЕРЕ
- •РАВНОВЕСНАЯ ОТНОСИТЕЛЬНАЯ ВЛАЖНОСТЬ
- •Лабораторные занятия. (23.11 – 27.11).2020
•• 3. Кривизна поверхности:
|
r+ |
r – плоская поверхность,- r |
r |
r- |
- |
вогнутая поверхность (капилляр), |
||
|
|
r+ выпуклая поверхность |
• Зависимость давления насыщенного пара от кривизны испаряющей поверхности, описывается
формулой Томсона:
ln = ; |
где Е – давление насыщенного водяного пара над плоской поверхностью чистой воды, Er – |
|
|
|
давление насыщенного водяного пара над каплей или капилляром радиусом r; |
|
– коэффициент поверхностного натяжения на границе вода – пар или поверхностная энергия |
Решение уравнения Томсона после разложения экспоненты:
Er = E(1±
Влияние кривизны поверхности учитывается при r капли меньше 1 мкм.
• 4. Влияние наличие в воде примесей: закон Рауля
где n – число молей растворенного вещества,
N - число молей растворителя.
•моль — это количество вещества, масса которого, выраженная в граммах, численно равняется его молекулярной массе.
•Давление насыщенного пара над каплями растворов зависит от наличия примесей солей и кривизны поверхности:
•где r и r0 – радиусы капель с ненасыщенным и насыщенным растворами соли, соответственно, см;
•ср – экспериментально установленный коэффициент, который характеризует уменьшение давления насыщенного пара над насыщенным раствором вещества, Дж/(г*град);
Вещество |
(NH4)2SO4 |
NaNO3 |
NaCl |
NH4Cl |
CaCl |
Ср |
0,17 |
0,19 |
0,22 |
0,20 |
0,65 |
•5. Наличие электрического заряда
•Зависимость упругости насыщение от кривизны и электрического заряда
капли определяется формулой Томсона:
n
где сq для единичного элементарного заряда и температуры 0 0С равняется 7,5*10-30 см-4;
n - число единичных зарядов на поверхности капли
Влияние электрического заряда учитывается при r капли меньше
ОСНОВНОЙ ФАКТОР, ВЛИЯЮЩИЙ НАНАЧАЛО ФАЗОВОГО ПЕРЕХОДА ВОЫ В АТМОСФЕРЕ
•Поток водяного пара зависит от разности между парциальным давлением насыщенного пара
непосредственно на поверхности воды или суши (Е1) и парциальным давлением пара, который содержится в воздухе на некотором удалении от поверхности (е).
•Если (Е1 – е) >0, то происходит перенос пара от поверхности воды в воздух – испарение.
•Если (Е1 – е) <0, то, наоборот, преобладает поступление пара из воздуха на поверхность водоема (суши) - конденсация или сублимация пара.
•При (Е1 – е) = 0 наблюдается динамическое равновесие потоков к поверхности водоемов (суши) и от нее.
•Величину d1 = (Е1 – е) называют дефицитом насыщения, рассчитанным по температуре поверхности, с которой испаряется вода.
РАВНОВЕСНАЯ ОТНОСИТЕЛЬНАЯ ВЛАЖНОСТЬ
• Характер процесса (испарение или конденсация) можно определить также по равновесной относительной влажности fр (%), сопоставляя последнюю с относительной влажностью воздуха f. Под равновесной относительной влажностью понимается влажность, при которой устанавливается динамическое равновесие
систем пар – жидкость или пар – лед.
• fр =
• где Е1 – давление насыщенного водного пара в тонком слое над поверхностью льда (воды), определенное по температуре испаряющей поверхности с учетом ее фазового состояния, наличия примесей, кривизны испаряющей поверхности и электрических зарядов;
•Е – давление насыщенного водяного пара над плоской поверхностью чистой воды, определенное по температуре воздуха.
•При отрицательных температурах Е берется относительно воды.
•Если f < fр , то осуществляется испарение,
Лабораторные занятия. (23.11 – 27.11).2020
•Задачи № 9.4, 9.11, 9.13, 9.16, 9.17, 9.20.
•Д.з. – 8.13(использовать данные для решения задач), ,8.14, 8.15, 8.16, 9.10 (построить график зависимости Е от Т над поверхностью льда и воды), 9.20, 9.19.cm. - 9.18- ответить на вопрос
•D 9.20 – при каком радиусе кривизны поверхности перестает влияние кривизны на давление насыщенного пара
• S0’ = =
•
• (1- 0,023) = Eз = εσT4