Содержание
Насыщенный и ненасыщенный пар — определение, свойства, формулы
Фазовые переходы: изменение агрегатных состояний вещества
Прежде чем говорить о насыщенном паре, нужно освежить знания об агрегатных состояниях и фазовых переходах между ними. Если вы забыли, какие бывают агрегатные состояния, то можете сбегать в нашу статью про них.
При изменении внешних условий (например, если внутренняя энергия тела увеличивается или уменьшается в результате нагревания или охлаждения) могут происходить фазовые переходы — изменения агрегатных состояний вещества.
Вот какие бывают фазовые переходы:
Переход из твердого состояния в жидкое — плавление;
Переход из жидкого состояния в твердое — кристаллизация;
Переход из газообразного состояния в жидкое — конденсация;
Переход из жидкого состояния в газообразное — парообразование;
Переход из твердого состояния в газообразное, минуя жидкое — сублимация;
Переход из газообразного состояния в твердое, минуя жидкое — десублимация.
На схеме — названия всех фазовых переходов:
Фазовые переходы — важная штука. Все живое не Земле существует лишь благодаря тому, что вода умеет превращаться в лед или пар. С кристаллизацией, плавлением, парообразованием и конденсацией связаны многие процессы в металлургии и микроэлектронике.
Практикующий детский психолог Екатерина Мурашова
Бесплатный курс для современных мам и пап от Екатерины Мурашовой. Запишитесь и участвуйте в розыгрыше 8 уроков
Парообразование
Итак, парообразование — это переход из жидкого состояния в газообразное.
При парообразовании всегда происходит поглощение энергии: к веществу необходимо подводить теплоту, чтобы оно испарялось. Из-за этого внутренняя энергия вещества увеличивается.
У процесса парообразования есть две разновидности: испарение и кипение.
Испарение — это превращение или переход жидкости в газ (пар) со свободной поверхности жидкости.
Если поверхность жидкости открыта и с нее начинается переход вещества из жидкого состояния в газообразное, это будет называться испарением.Кипение — процесс интенсивного парообразования, который происходит в жидкости при определенной температуре.
Если поверхность жидкости открыта и с нее начинается переход вещества из жидкого состояния в газообразное, это будет называться испарением.Например, мы заварили себе горячий чай. Над чашкой мы увидим пар, так как вода только что поучаствовала в процессе кипения.
Подождите-ка, мы ведь только что сказали, что кипение и испарение — разные вещи. 🤔 Это действительно так, но при этом оба процесса могут происходить параллельно.
Испарение может происходить и без кипения, просто тогда оно не будет для нас заметно. Например, вода в озере испаряется, хотя мы этого и не замечаем. Кипение по сути своей — это интенсивное испарение, которое вызвали внешними условиями — доведя вещество до температуры кипения.
Физика объясняет испарение тем, что жидкость обычно несколько холоднее окружающего воздуха, и из-за разницы температур происходит испарение.
Если нет каких-то внешних воздействий, испарение жидкостей происходит крайне медленно. Молекулы покидают жидкость из-за явления диффузии.
Направление тепловых потоков при испарении может идти в разной последовательности и комбинациях:
|
Подытожим, чтобы не запутаться, в чем главная разница между испарением и кипением:
Испарение | Кипение |
|---|---|
Температура кипения
При температуре кипения давление насыщенного пара становится равным внешнему давлению на жидкость — чаще всего это атмосферное давление.
Значит, чем больше внешнее давление, тем при более высокой температуре начнется кипение.
При нормальном атмосферном давлении, которое приблизительно равно 100 кПа, температура кипения воды равна 100°C. Поэтому можно сразу сказать, что давление насыщенного водяного пара при температуре 100 градусов по Цельсию равно 100 кПа. Это значение пригодится при решении задач.
Чем выше мы поднимаемся, тем меньше становится атмосферное давление, потому что масса атмосферы над нами уменьшается. Так, например, на вершине Эльбруса атмосферное давление составляет 5 × 104 Па — в два раза меньше, чем нормальное атмосферное давление. Поэтому и температура кипения на вершине Эльбруса будет ниже, чем на уровне моря. Вода там закипит при температуре 82°C.
Температура кипения при нормальном атмосферном давлении — это строго определенная величина для каждой жидкости.
t, °C | Вещество |
|---|---|
-253 -183 35 78 100 357 3050 4200 5657 | водород кислород эфир спирт вода ртуть железо графит вольфрам |
Бесплатные занятия по английскому с носителем
Занимайтесь по 15 минут в день.
Осваивайте английскую грамматику и лексику. Сделайте язык частью жизни.
Испарение и конденсация
Молекулы в жидкости непрерывно и хаотично движутся. Это значит, что направление движения отдельно взятых молекул — это случайные направления. При этом жидкость сохраняет свой объем. Также молекулы силами притяжения притягиваются друг к другу, из-за чего не могут покинуть Омск жидкость.
Значения скоростей молекул случайны. Из-за этого среди всех молекул обязательно есть те, что движутся очень быстро. Если такая молекула окажется вблизи поверхности раздела жидкости и окружающей среды, то ее кинетическая энергия может достигнуть большого значения, и молекула покинет жидкость.
Собственно, именно так происходит процесс испарения (мы говорили о нем выше, когда речь шла о фазовых переходах). Когда испарившихся молекул становится много, образуется пар.
Обратный процесс тоже возможен: вырвавшиеся за пределы жидкости молекулы вернутся в жидкость.
Это конденсация, о ней мы тоже говорили.
Если открыть сосуд с жидкостью, то испарившиеся молекулы будут покидать пространство над жидкостью и не возвращаться обратно. Количество жидкости таким образом будет уменьшаться. То есть жидкость испаряется, а пар обратно не конденсируется (потому что молекулы этого пара удаляются от жидкости) — так происходит высыхание.
Испарение может происходить с разной скоростью. Чем больше силы притяжения молекул друг к другу, тем меньшее число молекул в единицу времени окажется в состоянии преодолеть эти силы притяжения и вылететь наружу, и тем меньше скорость испарения.
Быстро испаряются такие жидкости, как эфир, ацетон, спирт. Из-за этого свойства их иногда называют летучими жидкостями. Медленнее — вода. Намного медленнее воды испаряются масло и ртуть.
Курсы подготовки к ОГЭ по физике помогут снять стресс перед экзаменом и получить высокий балл.
Определение насыщенного пара
Оставим стакан воды на столе и будем замерять уровень воды в нем каждый день. Если записать эти измерения и сравнить их, станет очевидно: уровень воды стал меньше, то есть вода испарилась.
Теперь давайте накроем стакан сверху. Молекулы пара уже не смогут покидать пространство над жидкостью, по мере испарения их количество начнет расти, а значит, будет расти и количество молекул, которые конденсируются в единицу времени.
Сначала количество конденсирующихся молекул за единицу времени будет меньше количества испаряющихся молекул. Но по мере роста концентрации пара (то есть увеличении количества молекул в единице объема пара) поток конденсирующихся молекул вырастет. Это приведет к состоянию, которое называется динамическим равновесием.
Пар, находящейся в динамическом равновесии, называют насыщенным.
Представьте себе огромный бизнес-центр с не менее огромными дверями.
У сотрудников бизнес-центра разный график работы, поэтому люди одновременно заходят в здание и выходят из него в произвольном количестве. Допустим, в 6 часов вечера 100 человек заходят в здание, чтобы попасть на деловую встречу, а другие 100 человек уже закончили работать и идут домой. Количество заходящих в бизнес-центр и выходящих из него будет одинаковым — это и есть состояние насыщения.
Значение давления насыщенного пара и его плотности являются максимальными при заданном значении температуры. Если это не так, то пар ненасыщенный. |
Свойства насыщенного пара
При постоянной температуре плотность насыщенного пара не зависит от его объема.
Представьте, что объем сосуда с насыщенным паром уменьшили, не изменив температуры.
Количество молекул, переходящих от пара к жидкости, превысит количество испаряющихся молекул, но при этом часть пара сконденсируется, а оставшийся пар снова придет в динамическое равновесие.
В итоге плотность этого пара будет равна начальной плотности.Давление насыщенного пара не зависит от его объема.
Это связано с тем, что давление и плотность связаны через уравнение Менделеева-Клапейрона, и следует из первого свойства насыщенного пара.
Кстати, уравнение Менделеева-Клапейрона справедливо для насыщенного пара. При этом нужно быть внимательным с частными случаями. Так, например, закон Бойля-Мариотта для насыщенного пара не выполняется.
Уравнение Менделеева-Клапейрона
pV = νRT
p — давление газа [Па]
V — объем [м3]
ν — количество вещества [моль]
T — температура [К]
R — универсальная газовая постоянная
R = 8,31 м2 × кг × с-2 × К-1 × моль-1
При неизменном объеме плотность насыщенного пара растет с повышением температуры и уменьшается с понижением температуры.
В начальный момент испарения динамическое равновесие будет нарушено (некоторая часть жидкости испарится дополнительно). Плотность пара будет расти, пока динамическое равновесие не восстановится.
Давление и температура насыщенного пара растут быстрее, чем по линейному закону, который справедлив для идеального газа.
В случае идеального газа рост давления обусловлен только ростом температуры, а в случае с насыщенном паром имеют значение два фактора: температура и масса пара.
В случае нагревания насыщенного пара молекулы начинают ударяться чаще, так как их в целом стало больше, потому что пара стало больше.
Главное отличие насыщенного пара от идеального газа: пар сам по себе не является замкнутой системой, а находится в постоянном контакте с жидкостью.
В итоге плотность этого пара будет равна начальной плотности.
Решение задач по теме «Насыщенный пар»
Применим свойства насыщенного пара при решении задач.
Задачка раз
В цилиндрическом сосуде под поршнем длительное время находятся вода и ее пар. Поршень начинают вдвигать в сосуд. При этом температура воды и пара остается неизменной. Как будет меняться при этом масса жидкости в сосуде? Ответ поясните.
Решение
Так как пар и вода находятся в контакте длительное время, пар является насыщенным. При уменьшении объема сосуда давление насыщенного пара не меняется. Из уравнения Менделеева-Клапейрона следует, что для того, чтобы давление пара не менялось, его количество вещества (а значит и масса) должно уменьшаться.
pV = νRT
В этом процессе происходит конденсация, часть молекул пара переходят в жидкость, поэтому масса жидкости увеличивается.
Ответ
Масса жидкости увеличивается.
Задачка два
Какова плотность насыщенного пара при температуре 100°С?
Решение
При нормальном давлении (p = 105 Па) 100°С — это температура кипения воды. Значит, давление насыщенного пара при этой температуре равно атмосферному давлению.
Найдем связь между давлением и плотностью через уравнение Менделеева-Клапейрона.
Подставим значение давления в уравнение состояния идеального газа, предварительно переведя температуру в Кельвины:
T = 100 + 273 = 373 K
| ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Поиск на сайте DPVA Поставщики оборудования Полезные ссылки О проекте Обратная связь Ответы на вопросы. Оглавление
| Адрес этой страницы (вложенность) в справочнике dpva.ru: главная страница / / Техническая информация/ / Рабочие среды/ / Вода, лед и снег (хладагент R718) / / Давление насыщенных паров (давление вскипания, давление кавитации) и плотность воды в зависимости от температуры 0-150oC. Максимальная высота всасывания в зависимости от температуры — расчет. Поделиться:
Поиск в инженерном справочнике DPVA. Введите свой запрос: | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Если Вы не обнаружили себя в списке поставщиков, заметили ошибку, или у Вас есть дополнительные численные данные для коллег по теме, сообщите , пожалуйста. | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Коды баннеров проекта DPVA.ru Консультации и техническая | Проект является некоммерческим. Информация, представленная на сайте, не является официальной и предоставлена только в целях ознакомления. Владельцы сайта www.dpva.ru не несут никакой ответственности за риски, связанные с использованием информации, полученной с этого интернет-ресурса. Free xml sitemap generator | |||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
д.
Максимальная высота всасывания в зависимости от температуры — расчет.
паров
выше)
паров
Введите свой запрос:Вода — Давление насыщения в зависимости от температуры
Вода имеет тенденцию испаряться или испаряться, выбрасывая молекулы в пространство над своей поверхностью. Если пространство ограничено, парциальное давление, оказываемое молекулами, увеличивается до тех пор, пока скорость, с которой молекулы снова входят в жидкость, не сравняется со скоростью, с которой они выходят. Давление пара воды – это давление, при котором водяной пар находится в термодинамическом равновесии со своим конденсированным состоянием . При более высоком давлении вода будет конденсироваться. В этом равновесном состоянии давление пара равно давление насыщения .
Онлайн-калькулятор давления насыщения водой
Приведенный ниже калькулятор можно использовать для расчета давления насыщения водой при заданных температурах.
Давление на выходе указывается в кПа, бар, атм, фунт/кв.дюйм (фунт/дюйм 2 ) и фунт/фут (фунт/фут 2 ).
Температура должна быть в пределах 0–370 °C, 32–700 °F, 273–645 K и 492–1160 °R
Температура
Выберите фактическую единицу измерения температуры:
°C °F K °R
Давление насыщения воды зависит от температуры, как показано ниже:
Термодинамические свойства при стандартных условиях см. в разделе «Вода и тяжелая вода».
См. также другие свойства Вода при различной температуре и давлении : Температуры кипения при высоком давлении, Температуры кипения при вакууме, Плотность и удельный вес, Динамическая и кинематическая вязкость, Энтальпия и энтропия, Теплота парообразования, Постоянная ионизации , пК w , нормальной и тяжелой воды, температуры плавления при высоком давлении, число Прандтля, свойства в условиях газожидкостного равновесия, удельный вес, удельная теплоемкость (теплоемкость), удельный объем, теплопроводность, температуропроводность и давление пара в газе -жидкостное равновесие.
Давление насыщения при температуре, указанной в градусах Цельсия, и
давление, указанное в килоПаскалях [кПа], барах, атмосферах [атм] и фунтах на квадратный дюйм [psi]:
| Temperature | Water saturation pressure | ||||||
| [°C] | [kPa], [100*bar] | [atm] | [psi] | ||||
| 0.01 | 0.61165 | 0.0060 | 0.088712 | ||||
| 2 | 0.70599 | 0.0070 | 0.10240 | ||||
| 4 | 0.81355 | 0.0080 | 0.11800 | ||||
| 10 | 1.2282 | 0.0121 | 0.17814 | ||||
| 14 | 1.5990 | 0.0158 | 0.23192 | ||||
| 18 | 2. 0647 | 0.0204 | 0,29946 | ||||
| 20 | 2,3393 | 0,0231 | 0,33929 | ||||
| 25 | 3,16979 | 0.0313 | 0.45976 | ||||
| 30 | 4.2470 | 0.0419 | 0.61598 | ||||
| 34 | 5.3251 | 0.0526 | 0.77234 | ||||
| 40 | 7.3849 | 0.0729 | 1.0711 | ||||
| 44 | 9.1124 | 0,0899 | 1,3216 | ||||
| 50 | 12.352 | 0,122 | 12.352 | 0,122 | 12,352 | 0,122 | 0054 1.7915 |
| 54 | 15.022 | 0.148 | 2.1788 | ||||
| 60 | 19.946 | 0.197 | 2.8929 | ||||
| 70 | 31.201 | 0.308 | 4.5253 | ||||
| 80 | 47. 414 | 0.468 | 6.8768 | ||||
| 90 | 70.182 | 0.693 | 10.179 | ||||
| 96 | 87.771 | 0.866 | 12.730 | ||||
| 100 | 101.42 | 1.001 | 14.710 | ||||
| 110 | 143.38 | 1.42 | 20.796 | ||||
| 120 | 198,67 | 1,96 | 28,815 | ||||
| 130 | 270,28 | 2,67 | 39,201 | 2,67 | 39,201 | ||
| 140 | 361.54 | 3.57 | 52.437 | ||||
| 150 | 476.16 | 4.70 | 69.061 | ||||
| 160 | 618.23 | 6.10 | 89.667 | ||||
| 180 | 1002.8 | 9,90 | 145,44 | ||||
| 200 | 1554,9 | 15,35 | 225,52 | ||||
| 220 | 231919 2 | ||||||
| 220 | 2319191919 | ||||||
| 220 | 23191977. 6 | 22.89 | 336.43 | ||||
| 240 | 3346.9 | 33.03 | 485.43 | ||||
| 260 | 4692.3 | 46.31 | 680.56 | ||||
| 280 | 6416.6 | 63.33 | 930.65 | ||||
| 300 | 8587,9 | 84,76 | 1245,6 | ||||
| 320 | 11284 | 111,4 | 11284 | 111.4 | 0054 1636.6 | ||
| 340 | 14601 | 144.1 | 2117.7 | ||||
| 360 | 18666 | 184.2 | 2707.3 | ||||
| 370 | 21044 | 207.7 | 3052.2 | ||||
Давление насыщения при температуре, указанной в градусах Фаренгейта, и давлении
, указанном в фунтах на квадратный дюйм [psi], фунтах на квадратный фут [psf], килоПаскалях [кПа] и барах:
| Температура | Давление насыщенности водой | ||||||
| [° F] | [PSI] | [PSI] | [PSI] | [PSI] 7 9008 | |||
| 32.02 | 0.088712 | 12.775 | 0.612 | ||||
| 34 | 0.09624 | 13.858 | 0.664 | ||||
| 39.2 | 0.11800 | 16.991 | 0.814 | ||||
| 40 | 0.12170 | 17.524 | 0.839 | ||||
| 50 | 0.17814 | 25.651 | 1.228 | ||||
| 60 | 0.25633 | 36.912 | 1,767 | ||||
| 70 | 0,36341 | 52,330 | 2,506 | ||||
| 80 | 0,50759 | 73.092 | 3.500 | ||||
| 90 | 0.69915 | 100.7 | 4.821 | ||||
| 100 | 0.95055 | 136.9 | 6.554 | ||||
| 110 | 1.2766 | 183.8 | 8.802 | ||||
| 120 | 1. 6949 | 244.1 | 11,686 | ||||
| 130 | 2,2258 | 320,5 | 15,347 | 320,5 | 15,347 | 320,5 | 15,347 |
| 140 | 2.8929 | 416.6 | 19.946 | ||||
| 150 | 3.7232 | 536.1 | 25.671 | ||||
| 160 | 4.7474 | 683.6 | 32.732 | ||||
| 170 | 5.9999 | 864.0 | 41.368 | ||||
| 180 | 7,5196 | 1083 | 51,846 | ||||
| 190 90 9.0057 | 9.3495 | 1346 | 64.462 | ||||
| 200 | 11.537 | 1661 | 79.547 | ||||
| 212 | 14.710 | 2118 | 101.42 | ||||
| 220 | 17. 203 | 2477 | 118,6 | ||||
| 240 | 25,001 | 3600 | 172,4 | 3600 | 172,4 | 0053 | 260 | 35.263 | 5078 | 243.1 |
| 280 | 49.286 | 7097 | 339.8 | ||||
| 300 | 67.264 | 9686 | 463.8 | ||||
| 350 | 134.73 | 19402 | 929.0 | ||||
| 400 | 247.01 | 35570 | 1703.1 | ||||
| 450 | 422.3299 | ||||||
| 450 | 422.32 9002 | ||||||
| 450 | 422.32 9006 | 60814 | 2911.8 | ||||
| 500 | 680.56 | 98001 | 4692.3 | ||||
| 550 | 1045.0 | 150485 | 7205.3 | ||||
| 600 | 1542.1 | 222066 | 10632. 6 | ||||
| 625 | 1851,2 | 266570 | 12763 | ||||
| 650 | 7 70927,8 | 3 | 15222 | ||||
| 675 | 2618.7 | 377092 | 18055 | ||||
| 700 | 3092.0 | 445243 | 21318 | ||||
*bar] See also Air Psychrometrics and Steam & Condensate Systems
Saturation Vapor Pressure of некоторые другие жидкости при 68
o F или 20 o C
| Жидкость | Давление насыщенного пара | |
|---|---|---|
| [psi] | [Pa] | |
| Carbon tetrachloride,CCl 4 | 1.9 | 13100 |
| Gasoline | 8.0 | 55200 |
| Mercury | 0.000025 | 0.17 |
- 1 PA = 10 -6 N/MM 2 = 10 -5 БАР = 0,1020 к. п. х10 -6 атм = 1,45×10 -4 psi (фунт f /in 2 )
п. х10 -6 атм = 1,45×10 -4 psi (фунт f /in 2 )Калькулятор давления паров воды | Определение
Калькулятор давления паров воды представляет собой удобный инструмент, который может помочь в определении давления паров воды и льда. Просто введите температуру, и давление появится в кратчайшие сроки — не сомневайтесь. Попробуй! Если вы не уверены, что такое давление пара, продолжайте прокручивать. Вы найдете определение, пять различных формул давления пара и подробности о наиболее часто используемой из них — уравнении Антуана.
Что такое давление паров? Определение давления пара
Давление пара – это давление пара, находящегося в термодинамическом равновесии с его конденсированными фазами (твердой или жидкой) в замкнутой системе при данной температуре. Равновесие — другими словами, устойчивое состояние — между испарением и конденсацией возникает, когда:
скорость испарения жидкости = скорость конденсации газа .
Давление пара является одной из характеристик жидкости: это мера склонности материала переходить в газообразное/парообразное состояние. Давление паров жидкости можно измерить разными способами, например, манометром, присоединенным к колбе с измеряемой жидкостью.
Факторы, влияющие на давление пара
На давление пара влияют два фактора:
- Температура
Чем выше температура, тем больше молекул имеет достаточно энергии, чтобы выйти из жидкости или твердого тела, что приводит к более высоким значениям давления пара.
увеличивается температура жидкости (T↑T\uparrowT↑) → увеличивается кинетическая энергия ее молекул (Ek↑E_{\mathrm{k}}\uparrowEk↑) → увеличивается число молекул, переходящих в пар → увеличивается количество паров давление увеличивается (P↑P\uparrowP↑)
При более низких температурах меньше молекул обладают достаточной энергией.
- Природа вещества (типы молекул)
Давление паров будет относительно низким для веществ с более сильными межмолекулярными силами.
Наоборот, при относительно слабых силах давление пара относительно велико.
Важно отметить тот факт, что площадь поверхности жидкого/твердого вещества, контактирующего с газом, не влияет на давление пара . Так что не имеет значения, наливаем мы нашу жидкость в широкую колбу или в тонкий градуированный цилиндр — давление пара остается прежним.
Формулы давления пара
Существует множество различных формул, благодаря которым можно рассчитать давление пара воды. Наиболее известным и признанным является уравнение Антуана, но существуют и другие методы (и они лучше работают в типичных условиях). В нашем калькуляторе вы найдете:
- Простая формула 9{\left(18,678 — \frac{T}{234,5}\right)\times\frac{T}{257,14+T}}PBuck=0,61121×e(18,678−234,5T)×257,14+TT
Где ТТТ выражается в °C\степень\mathrm{C}°C, а PPP в кПа\mathrm{кПа}кПа.
Вы также можете использовать другое уравнение, называемое формулой Гоффа-Гратча, но поскольку оно более сложное (и примерно такое же точное, как формула Бака), мы не использовали его в нашем калькуляторе давления паров воды.
В таблице ниже показано сравнение точности между различными формулами для нескольких температур от 0 °C0\ \grade\mathrm{C}0 °C до 100 °C100\ \grade\mathrm{C}100 °C (диапазон 32 °F32 \ \степень\mathrm{F}32 °F — 212 °F212\ \степень\mathrm{F}212 °F). Эталонные значения взяты из таблицы Лиде с давлением паров воды (все давления даны в кПа\mathrm{кПа}кПа).T [° C]
T [F]
P (простой таблица Lide)
P (простой таблица) P (простой таблица) (простой таблица) 9982
. (Antoine)P (Magnus)
P (Tetens)
P (Buck)
9003 P (Buck)
9003 7.0002 32
0.6113
0.6593 (+7.85%)
0.6056 (-0.93%)
0.6109 (-0.06%)
0.6108 (-0.09%)
0.6112 (-0.01%)
20
68
2.3388
2.3755 (+1.57%)
2.
3296 (-0.39%)2.3334 ( -0,23%)
2.3382 (+0.05%)
2.3383 (-0.02%)
35
95
5.6267
5.5696 (-1.01%)
5.6090 (-0.31%)
5.6176 (-0.16%)
5.6225 (+0.04%)
5.6268 (+0.00%)
50
122
12.344
12,065 (-2,26%)
12,306 (-0,31%)
12,361 (+0,13%)
12,336 (+0,08%)
9957
12,336 (+0,08%)
9957
12,336 (+0,13%)
12,336 (+0,13%)
12,336 (+0,13%)
12,336 (+0,13%)
.
75
167
38.563
37.738 (-2.14%)
38.463 (-0.26%)
39.000 (+1.13%)
38,646 (+0,40%)
38.595 (+0.08%)
100
212
101.32
101.31 (-0.01%)
101.34 (+0.02%)
104,077 (+2,72%)
102,21 (+1,10%)
101,31 (-0,01%)
вычисляются с довольно большой погрешностью.
Уравнение Тетенса хорошо работает для диапазона 0 °C0\ \степень\mathrm{C}0 °C – 50 °C50\ \степень\mathrm{C}50 °C, но Buck превосходит все из них для каждого проверенного значения. Значения начинают значительно различаться при температурах выше 100 °C100\ \степень\mathrm{C}100 °C, и уравнение Антуана обычно является наиболее точным. 9{A-\frac{B}{C+T}}PAntoine=10A−C+TB- Один для описания кривой давления пара до нормальной температуры кипения . Для воды это диапазон 0 °C0\ \grade\mathrm{C}0 °C – 001 °C001\ \grade\mathrm{C}001 °C – или 32 °F32\ \grade\mathrm{F}32 °F. — 212 °F212\ \степень\mathrm{F} 212 °F.
A=8.07131B=1730.63C=233.426\начало{разделение}
А& = 8,07131\\
Б&=1730,63\\
С&=233,426
\end{split}ABC=8.07131=1730.63=233.426Итак, уравнение Антуана: 9{8.07131-\frac{1730.36}{233.426+T}}PAntoine=108.07131−233.426+T1730.36
- секунда для диапазона от нормальной температуры кипения до критической (100°C100\ \ градус\матрм{C}100 °C — 374 °C374\ \степень\mathrm{C}374 °C — или 212 °F212\ \степень\mathrm{F}212 °F — 705 °F705\ \степень\mathrm{ F}705 °F — для воды)
A=8.
14019B=1810.94C=244.485\начало разделения
А& = 8,14019\\
Б&=1810,94\\
С&=244,485
\end{split}ABC=8,14019=1810,94=244,485 9{8.14019-\frac{1810.94}{244.485+T}}PAntoine=108.14019−244.485+T1810.94Уравнение Антуана иногда упрощается (без коэффициента C) или расширяется тремя дополнительными членами, что может повысить гибкость уравнения.
🙋 Прежде чем перейти к следующему разделу, обязательно освойте преобразование между различными единицами измерения давления: наш инструмент преобразования давления представляет собой исчерпывающее руководство для этого. Вы также можете попробовать наш инструмент преобразования температуры для более легкого мнемонического упражнения!
Давление пара воды
Давление пара воды — это давление, при котором водяной пар находится в термодинамическом равновесии со своим конденсированным состоянием. Вода будет конденсироваться, если мы поднимем давление и сохраним температуру.
[kPa]
Взгляните на это удобное давление паров для грунтовых вод, чтобы быстро найти давление для различных температур:0007 PP [torr]
P [atm]
0
32
0.
61134.5851
0.0060
5
41
0.8726
6.5450
0.0086
10
50
1.2281
9.2115
0.0121
15
59
1.7056
12.7931
0,0168
20
68
2,3388
17,5424
0,021319
0,021319
24
0,021319
924
0,011311 9000 2 17,5424
0,01111
0009
25
77
3.
169023.7695
0.0313
30
86
4.2455
31.8439
0,0419
35
95
5,6267
42.2037
9999999
42.2037
999
0.0555
40
104
7.3814
55.3651
0.0728
45
113
9.
589871,9294
0,0946
50
122
12,3440
0057 92.5876
0.1218
55
131
15.7520
118.1497
0.1555
60
140
19,9320
149,5023
0,1967
65
149
25.
0220187.6804
0.2469
70
158
31.1760
233.8392
0.3077
75
167
38,5630
289,2463
0,3806
80 9
09 176
47.3730
355.3267
0.4675
85
185
57.
8150433.6482
0.5706
90
194
70,1170
525.9208
0,6920
9208
0,6920
057
95
203
84.5290
634.0196
0.8342
100
212
101.3200
759.9625
1.0000
Две формулы имеют версию для давления паров воды над льдом (то есть для температур ниже 0 °C0\ \grade\mathrm{C}0 °C).
Введите отрицательные температуры в калькулятор, и давление пара будет определено по формулам Бака и Тетена.🙋 Чтобы получить более универсальный инструмент, посетите наш калькулятор давления пара!
Калькулятор давления пара воды — как пользоваться
Теперь, когда вы знаете, что такое давление пара, и слышали о различных формулах давления пара, пришло время для практической демонстрации. Этот калькулятор является одним из самых простых в использовании, так как вам нужно ввести только одно значение, поэтому у вас не должно возникнуть проблем с его использованием! Но на всякий случай показываем пример:
Введите температуру . Предположим, мы хотим рассчитать давление паров воды при температуре 86 °F86\ \grade\mathrm{F}86 °F (30 °C30\ \grade\mathrm{C}30 °C).
Пуф! Калькулятор давления пара воды нашел давление по пяти формулам . Наиболее часто используется уравнение Антуана (4,232 кПа4,232\\mathrm{кПа}4,232 кПа), но формула Бака (4,245 кПа4,245\\mathrm{кПа}4,245 кПа) обычно является наиболее точной для температурных диапазонов.
В таблице ниже показано сравнение точности между различными формулами для нескольких температур от 0 °C0\ \grade\mathrm{C}0 °C до 100 °C100\ \grade\mathrm{C}100 °C (диапазон 32 °F32 \ \степень\mathrm{F}32 °F — 212 °F212\ \степень\mathrm{F}212 °F). Эталонные значения взяты из таблицы Лиде с давлением паров воды (все давления даны в кПа\mathrm{кПа}кПа).
(Antoine)
3296 (-0.39%)
Уравнение Тетенса хорошо работает для диапазона 0 °C0\ \степень\mathrm{C}0 °C – 50 °C50\ \степень\mathrm{C}50 °C, но Buck превосходит все из них для каждого проверенного значения. Значения начинают значительно различаться при температурах выше 100 °C100\ \степень\mathrm{C}100 °C, и уравнение Антуана обычно является наиболее точным. 9{A-\frac{B}{C+T}}PAntoine=10A−C+TB
14019B=1810.94C=244.485\начало разделения
6113
1690
5898
0220
8150
Введите отрицательные температуры в калькулятор, и давление пара будет определено по формулам Бака и Тетена.