气象.水.熵.复杂性分享 http://blog.sciencenet.cn/u/zhangxw 张学文的文章,涉及气象、水分、熵、统计、复杂性、一般科学等

博文

汽往冷处聚的物理说明(2)

已有 1898 次阅读 2017-3-24 13:09 |个人分类:蒸发与凝结16|系统分类:观点评述

汽往冷处聚的物理说明(2

张学文,20170324

在前博客,水往低处流,汽往冷处聚(1http://blog.sciencenet.cn/blog-2024-1041165.html中我们从水往低处流反衬出汽(空气中的水汽)是往冷处聚的。现在我们讨论这种现象的物理原因。

l  气象学告诉我们空气中含有水汽,它是气体状态的水。但是物理学还指出气体状态的水分的数量(水汽密度,或者水汽压力)却是有上限的。而这个上限与当时的温度有关。或者说一定的温度下,一定体积内水汽的数量不能太多。超过一定临界值(体现为水汽压力或者密度)的水汽就要凝结为液体的雾滴、水滴、固态的雪花、冰或者凝结在冷的物体上(物体变湿、起雾,结露,结霜等等。这样气体状态的水汽压力、密度就不至于超过临界值。

l  下面的表给出在不同摄氏温度下的水汽(H2O)最大压力和最大密度。它的基于饱和水汽压力的公式而算得

饱和水汽压力、密度与温度的关系表(对水面)

温度

水汽压力百帕(水面)

水汽密度

-30.00  

           0.50

   0.45

-25.00  

           0.80

   0.70

-20.00  

           1.25

   1.07

-15.00  

           1.91

   1.60

-10.00  

           2.86

   2.36

-5.00  

           4.21

   3.41

0.00  

           6.11

   4.85

5.00  

           8.72

   6.80

10.00  

          12.28

   9.40

15.00  

          17.04

  12.82

20.00  

          23.36

  17.27

25.00  

          31.65

  23.00

30.00  

          42.38

  30.30

35.00  

          56.15

  39.49

40.00  

          73.64

  50.96

附带指出,如果水汽分子不是单分子的H20,而是几个水分子的团簇,那么其凝结的临界值还要更小。

l  如果水汽的数量没有达到该温度要求凝结的临界温度,那么水汽就是看不见的气体。如果水汽的压力或者密度超过物理学给的饱和压力或者密度的界限,多余的水汽就凝结出去(减少了水汽密度,增加了水,雪花等非水汽物质),以使气体的水汽密度或者压力不大于表中给出的临界值。

l  依据前面的表,如果有一团空气它的温度是25°C,而其中的水汽密度是20/立方米。这时的水汽并没有饱和,也自然没有凝结现象。但是当它遇到(变成)更低的温度时(如15°C),则就有大约7/立方米的水汽凝结出来。(待续)




http://blog.sciencenet.cn/blog-2024-1041371.html

上一篇:昨天我国获得降水110亿吨(20170324)
下一篇:昨天我国获得降水156亿吨(20170325)

4 宁利中 檀成龙 周少祥 张骥

该博文允许注册用户评论 请点击登录 评论 (3 个评论)

数据加载中...

Archiver|手机版|科学网 ( 京ICP备14006957 )

GMT+8, 2019-12-10 03:02

Powered by ScienceNet.cn

Copyright © 2007- 中国科学报社

返回顶部