ГЛАВА 22. УРАВНЕНИЕ ТЕПЛОВОГО БАЛАНСА. ФАЗОВЫЕ ПЕРЕХОДЫ. ВЛАЖНОСТЬ

При испарении воды часть ее молекул выходят в окружающий воздух, но благодаря хаотическому тепловому движению могут вернуться назад в воду. Поэтому одновременно с испарением воды идет и обратный процесс - конденсация пара. Очевидно, скорость испарения не зависит от концентрации пара, а скорость конденсации увеличивается с ее увеличением. Поэтому при определенной концентрации водяного пара (и, следовательно, при определенном парциальном давлении паров воды) скорости процессов испарения и конденсации сравниваются. В результате количество молекул в паре и жидкости перестает изменяться, и наступает динамическое равновесие между водой и ее паром. Такой пар, который находится в динамическом равновесии со своей жидкостью, называется насыщенным.

Для вычисления концентрации (и парциального давления) насыщенного водяного пара необходимо вычислить скорость испарения молекул из воды, что сделать, конечно, нельзя из-за очень сложного взаимодействия молекул, испаряющихся с поверхности жидкости, с жидкостью. Поэтому концентрацию (и давление) насыщенного пара следует измерить на опыте, а затем использовать при рассмотрении процессов конденсации и испарения воды. Таким образом, концентрация (и давление) насыщенного водяного пара представляет собой табличные (измеряемые на опыте, а не вычисляемые) величины. Концентрация (и давление) насыщенного пара зависит от температуры.

Очевидно, давление насыщенного пара - это наибольшее давление, которое может иметь водяной пар при данной температуре. Действительно, если сделать давление пара бoльшим давления насыщенного пара при данной температуре (добавляя, например, молекулы пара в воздух или сжимая его), то скорость процесса конденсации станет больше скорости процесса испарения, и часть молекул пара сконденсируется так, что концентрация оставшегося пара уменьшится и станет равна концентрации насыщенного пара.

Для характеристики количества водяного пара в воздухе вводят две величины, которые называются абсолютной и относительной влажностью воздуха. Абсолютной влажностью воздуха называют плотность водяного пара . Относительной влажностью воздуха называют отношение плотности (или концентрации) водяного пара к плотности (или концентрации) насыщенного водяного пара при данной температуре .