Saturarea aburului și proprietățile sale

Desigur, mulți oameni au trebuit să urmărească o imagine a modului în care un recipient deschis cu apă după un timp este gol. Dacă este acoperită cu un capac, apa nu se îndepărtează. Motivul este bine cunoscut - apa se evapora. Explicația acestui fenomen este simplă: unele molecule de apă au o viteză suficient de mare pentru a părăsi lichidul. Acest proces de tranziție a unui lichid către o stare gazoasă se numește evaporare.

Un alt proces, și anume conversia aburului într-un lichid, se numește condensare. Aceste două procese, evaporarea și condensarea continuă: o parte din apă se evaporă, unele condensează. Dacă volumul deasupra suprafeței apei este nelimitat, atunci procesul de evaporare predomină. Apa evaporată este îndepărtată, așa cum se întâmplă, de exemplu, peste suprafața apei deschise, iar lichidul trece treptat într-o stare gazoasă - vapori.

Dar dacă cantitatea de spațiu liber deasupra lichidului este limitată, atunci apare o situație ușor diferită. Apa evaporată nu poate lăsa acest volum, iar aburul saturat se formează deasupra suprafeței apei. Acesta este numele de abur într-o stare de echilibru, atunci când cantitatea de apă evaporată și vaporii condensați sunt egali. Apa nu scade și nu vine, vine o stare de echilibru între evaporare și condensare.

Acum știm care este aburul saturat și proprietățile lui, probabil, vor fi destul de curioase pentru noi. De la bun început, am stabilit că volumul spațiului liber de deasupra suprafeței lichidului este limitat. S-a format abur saturat deasupra lui. Și dacă acum acest volum liber este redus? Ce se va întâmpla? În acest caz, este încălcat echilibrul constant între condensare și evaporare. Procesul de condensare va începe să predomine, conținutul de umiditate va crește, iar aburul va scădea.

Se numește presiunea de vapori la care se află în echilibru cu lichidul presiunea saturată a vaporilor. Dacă reducem cantitatea de spațiu liber deasupra apei, atunci presiunea de vapori crește. Consecința acestui fapt este tranziția aburului în apă. Cu creșterea lichid de presiune ocupă mai puțin spațiu decât aburul saturat. Din aceasta urmează o altă concluzie: dacă temperatura este constantă, atunci presiunea saturată de vapori pentru orice volum este aceeași.

Există o altă variantă a comportamentului aburului - volumul de deasupra suprafeței apei este redus și nu se produce trecerea vaporilor în lichid. Prin urmare, există vapori nesaturați deasupra suprafeței. Mai târziu, când volumul scade la o temperatură constantă, aburul începe să se transforme în apă, ceea ce înseamnă că sa format abur saturat. Dar nu era absolut necesar ca condiția să fie stipulată că totul se întâmplă la o temperatură constantă. Există o anumită valoare pentru aceasta, în care aburul se poate transforma într-un lichid.

Această valoare se numește temperatura critică. Substanța rămâne un gaz la o temperatură peste temperatura critică, dar dacă este sub cea critică, gazul devine lichid. Fiecare substanță are un înțeles propriu temperatura critică. Merită remarcat încă două caracteristici ale aburului: poate fi atât saturată, cât și umedă. În umezeală există picături de apă, iar aburul uscat nu conține umiditate.

Există și așa-numitul abur supraîncălzit - acesta este un abur uscat cu o temperatură mai mare decât cea critică. În acest caz, se consideră că nu există lichid în volumul închis, și numai aburul este prezent. Aburul supraîncălzit este utilizat în principal în inginerie și în inginerie energetică. Temperatură ridicată aburul supraîncălzit permite transportul acestuia cu ajutorul țevilor de aburi și se utilizează turbine cu abur. Din cauza lipsei de apă în aburul supraîncălzit, durata de viață a turbinei crește.

Articolul ia în considerare aburul saturat, tipurile și proprietățile sale, precum și procesul de formare și transformare a acestuia în lichid.