Испарение и конденсация воды. Несколько практических советов
Вода – одно из самых распространенных и вместе с тем самое удивительное вещество на Земле. Вода находится повсюду: и вокруг нас, и внутри нас. Мировой океан, состоящий из воды, покрывает ¾ поверхности земного шара. Любой живой организм, будь то растение, животное или человек, содержит воду. Человек более чем на 70% состоит из воды. Именно вода – одна из главнейших причин возникновения жизни на Земле. Как и любое вещество, вода может находиться в различных состояниях или, как говорят физики, ‑ агрегатных состояниях вещества: твердом, жидком и газообразном. При этом постоянно происходят переходы из одного состояния в другое – так называемые фазовые переходы. Одним из таких переходов является испарение, обратный процесс называется конденсацией. Давайте попробуем разобраться, как можно использовать это физическое явление, и что нужно знать об этом.
В процессе испарения вода переходит из жидкого состояния в газообразное, при этом образуется водяной пар. Это происходит при любой температуре, когда вода находится в жидком состоянии (0 0 – 100 0 С). Однако скорость испарения не всегда одинаковая и зависит от ряда факторов: от температуры воды, от площади поверхности воды, от влажности воздуха и от наличия ветра. Чем выше температура воды, тем быстрее двигаются ее молекулы и тем интенсивнее происходит испарение. Чем больше площадь поверхности воды, а испарение происходит исключительно на поверхности, тем больше молекул воды смогут перейти из жидкого состояния в газообразное, что увеличит скорость испарения. Чем больше содержание водяных паров в воздухе, то есть чем выше влажность воздуха, тем менее интенсивно происходит испарение. Кроме того, чем больше скорость удаления молекул водяного пара от поверхности воды, то есть чем больше скорость ветра, тем больше скорость испарения воды. Также следует отметить, что в процессе испарения воду покидают самые быстрые молекулы, поэтому средняя скорость молекул, а, значит, и температура воды уменьшаются.
Учитывая описанные закономерности, важно обратить внимание на следующее. Очень горячий чай пить не безвредно. Однако чтобы его заварить, требуется вода с температурой, близкой к температуре кипения (100 0 С). При этом вода активно испаряется: над чашкой с чаем хорошо видны поднимающиеся струйки водяного пара. Чтобы быстро охладить чай и сделать чаепитие комфортным, нужно увеличить скорость испарения, и охлаждение чая произойдет существенно быстрее. Первый способ известен всем с детства: если подуть на чай и тем самым удалить молекулы водяного пара и нагретый воздух от поверхности, то скорость испарения и теплопередачи увеличится, и чай быстрее остынет. Второй способ часто использовали в старину: переливали чай из чашки в блюдце и тем самым увеличивали площадь поверхности в несколько раз, пропорционально увеличивая скорость испарения и теплопередачи, благодаря чему чай быстро остывал до комфортной температуры.
Охлаждение воды при испарении хорошо ощущается, когда летом выходишь из открытого водоема после купания. С влажной кожей находиться прохладнее. Поэтому чтобы не переохладиться и не заболеть, нужно обтереться полотенцем, тем самым остановить охлаждение, вызванное испарением воды. Однако это свойство воды – охлаждаться при испарении – иногда полезно использовать для того, чтобы немного понизить высокую температуру заболевшему человеку и тем самым облегчить его самочувствие при помощи компрессов или обтираний.
При конденсации вода из газообразного состояния переходит в жидкое с выделением тепловой энергии. Это важно помнить, находясь вблизи кипящего чайника. Струя водяного пара, выходящая из его носика, имеет высокую температуру (около 100 0 С). Кроме того, соприкасаясь с кожей человека, водяной пар конденсируется, тем самым увеличивая неблагоприятное термическое воздействие, что может привести к болезненным ожогам.
Также полезно знать, что в воздухе всегда содержится какое-то количество водяных паров. И чем выше температура воздуха, тем больше водяных паров может быть в атмосфере. Поэтому летом при заметном понижении температуры в ночное время часть водяных паров конденсируется и выпадает в виде росы. Если утром пройти босиком по траве, то она будет влажной и холодной на ощупь, так как уже активно испаряется благодаря утреннему солнцу. Похожая ситуация происходит, если зимой войти с улицы в теплое помещение в очках, ‑ очки будут запотевать, так как водяные пары, находящиеся в воздухе, будут конденсироваться на холодной поверхности стекол. Чтобы это предотвратить, можно воспользоваться обычным мылом и нанести на стеклах сетку с шагом около 1 см, а затем растереть мыло мягкой тканью, не спеша и не сильно нажимая. Стекла очков покроются тонкой невидимой пленкой и не будут запотевать.
Водяной пар, находящийся в воздухе, можно с большой точностью считать идеальным газом и рассчитывать параметры его состояния при помощи уравнения Менделеева-Клапейрона. Предположим, что температура воздуха днем при нормальном атмосферном давлении составляет 30 0 С, а влажность воздуха 50%. Найдем, до какой температуры должен охладиться воздух ночью, чтобы выпала роса. При этом будем считать, что содержание (плотность) водяных паров в воздухе не изменялось.
Плотность насыщенного водяного пара при 30 0 С равна 30,4 г/м 3 (табличное значение). Так как влажность воздуха 50%, то плотность водяных паров составляет 0,5·30,4 г/м 3 = 15,2 г/м 3 . Роса выпадет, если при некоторой температуре эта плотность будет равна плотности насыщенного водяного пара. Согласно табличным данным это наступит при температуре примерно 18 0 С. То есть, если ночью температура воздуха опустится ниже 18 0 С, то выпадет роса.
По предложенному методу мы предлагаем вам решить задачу:
В закрытой банке объемом 2 л находится воздух, влажность которого составляет 80%, а температура 25 0 С. Банку поставили в холодильник, внутри которого температура 6 0 С. Какая масса воды выпадет в виде росы после наступления теплового равновесия.
Автор: Матвеев К.В., методист ГМЦ ДО г. Москвы
Источник
ВОДА КОНДЕНСАЦИОННАЯ
Геологический словарь: в 2-х томах. — М.: Недра . Под редакцией К. Н. Паффенгольца и др. . 1978 .
Смотреть что такое «ВОДА КОНДЕНСАЦИОННАЯ» в других словарях:
конденсационная вода — — [Я.Н.Лугинский, М.С.Фези Жилинская, Ю.С.Кабиров. Англо русский словарь по электротехнике и электроэнергетике, Москва, 1999 г.] Тематики электротехника, основные понятия EN condensation water … Справочник технического переводчика
конденсационная вода (растворённая в газе, находящемся в пласте) — — [http://slovarionline.ru/anglo russkiy slovar neftegazovoy promyishlennosti/] Тематики нефтегазовая промышленность EN condensate watercondensation water … Справочник технического переводчика
Конденсационная электростанция — Яйвинская ГРЭС Конденсационная электростанция (КЭС) тепловая электростанция, производящая только электрическую энергию, своим названием этот тип электростанций обязан особенностям принципа работы. Исторически по … Википедия
Вода — С древнейших времен стали понимать великое значение воды не только для людей и всяких животных и растительных организмов, но и для всей жизни Земли. Некоторые из первых греческих философов ставили воду даже во главе понимания вещей в природе, и… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона
конденсационная вода — kondensuotasis vanduo statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. condensate water; condensation water; condensed water vok. Kondensationswasser, n; kondensiertes Wasser, n; Kondenswasser, n rus. конденсационная вода, f pranc. eau condensée, f;… … Fizikos terminų žodynas
Отопление* — искусственное нагревание пространства внутри зданий. Преимущественно О. применяется к зданиям, предназначенным для пребывания людей, но устраивается и в зданиях иного назначения, как например: в оранжереях, в помещениях для животных… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона
Отопление как искусственное нагревание пространства — внутри зданий. Преимущественно О. применяется к зданиям, предназначенным для пребывания людей, но устраивается и в зданиях иного назначения, как например: в оранжереях, в помещениях для животных (неоклиматизированных или высокой ценности) и в… … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона
Теплоэлектростанция — (Thermal power, ТЭС) Определение ТЭС, типы и характеристики ТЭС. классификация ТЭС Определение ТЭС, типы и характеристики ТЭС. классификация ТЭС, устройство ТЭС Содержание Содержание Определение Градирня Характеристики Классификация Типы… … Энциклопедия инвестора
ГОСТ 26691-85: Теплоэнергетика. Термины и определения — Терминология ГОСТ 26691 85: Теплоэнергетика. Термины и определения оригинал документа: МГД генератор 10. Аккумулятор тепла Устройство для накопления тепла с целью его дальнейшего использования Определения термина из разных документов: Аккумулятор … Словарь-справочник терминов нормативно-технической документации
ОТОПЛЕНИЕ — ОТОПЛЕНИЕ, обогревание жилых и других помещений с целью поддержания в них определенной t°. О. должно иметь технически правильное устройство и удовлетворять ряду сан. требований. Основные сан. требования ко всяким системам О. следующие: 1)… … Большая медицинская энциклопедия
Источник
Большая Энциклопедия Нефти и Газа
Конденсированная вода
Давление воздуха в подушке должно быть отрегулировано в соответствии с необходимым усилием прижима. Если в магистрали сжатого воздуха наблюдается наличие конденсированной воды , ее необходимо спускать, так как попадание воды в рабочие части пресса вызывает коррозию металлических частей и нарушение нормальной их работы. Удаление конденсационной воды из ресивер-ного бака производится через спускной кран этого бака вместе с воздухом. [31]
Во ВНИИгазе в 1994 разработана уточненная методика расчета В. Редлиха — Квонга, но с не зависимым от уравнения состояния описанием термодинамики конденсированной воды . [33]
Коррозия, которая имеет место вследствие присутствия сероводорода, хлористого водорода, нафтеновых ( органических) кислот и других загрязнителей сырой нефти, также вызывает выход из строя оборудования. Коррозия происходит тогда, когда нейтрализованные соли ( хлориды и сульфиды аммония) увлажняются конденсированной водой . Так как обессоливание — закрытый процесс, существует небольшая вероятность воздействия сырой нефти или технических химических веществ на человека, если только не происходит утечка или выброс. Пожар может иметь место в результате утечки в нагревателях, приводящей к выбросу компонента сырой нефти с низкой температурой кипения. [35]
Навеску селенита прокаливают в стеклянной трубке, и водяные пары конденсируют около центра трубки. Конец трубки, содержащей прокал шый минерал, оттягивают и остаток в трубке взвешивают до и после удаления конденсированной воды . [36]
Условия работы на газоконденсатном месторождении Димитровское отличаются от тех. Высокое давление до 4 МПа, высокая температура, большие скорости потока продукции, содержание углекислого газа и сероводорода в природном газе, конденсированная вода , содержащаяся в продукции в количестве свыше 50 %, — эти условия способствуют протеканию локальных, язвенных и ленточных очагов поражения стенок труб. [37]
Методы, основанные на потере массы образца при высушивании, являются наиболее старыми методами определения воды в нелетучих материалах. Обычно такие методы основаны а) на измерении потери массы образца после его нагревания при атмосферном или пониженном давлении или б) на измерении массы конденсированной воды , выделившейся из нагретого образца, либо массы воды, адсорбированной высушивающим агентом. В некоторых специальных случаях для определения влажности используют термогравиметрический анализ или лиофильную сушку. При выполнении термогравиметрического анализа нагревание проводят в определенном температурном режиме, что позволяет различать свободную и связанную воду. Лиофильная сушка представляет практическую ценность при частичном высушивании биологических препаратов, пищевых продуктов и других термически нестойких материалов. Для анализа специальных систем могут быть использованы также и другие гравиметрические методы. [38]
Другими словами тепловой эффект смачивания является функцией недостатка относительной упругости пара в угле. Всю воду, которая не обнаруживает нормальной упругости пара, Портер и Ральстон рассматривали как влагу внутреннюю, поэтому этот термин включает в себя как адсорбированную, так и капиллярно конденсированную воду . [39]
Конденсация пара в пароперегревателе происходит довольно легко при засорении или остановке котла. С точки зрения коррозионных проблем рассматриваемая система в этом случае становится аналогичной пароконденсатным системам. Конденсированная вода содержит кислород и двуокись углерода и является поэтому агрессивным раствором. Растворенный кислород — активный деполяризатор, и в случае возникновения под продуктами коррозии или солевыми осадками кислородных концентрационных элементов он способствует быстрому развитию питтинговой коррозии. Растворенная двуокись углерода слегка подкисляет воду и способствует, таким образом, интенсификации общей и локальной коррозии. [40]
Давление воздуха в подушке должно быть отрегулировано в соответствии, с необходимым усилием прижима. Конденсированную воду необходимо спускать из магистрали. Удаление конденсированной воды из реверсивного бака производится через спускной кран этого бака вместе с воздухом. Прежде чем открыть кран, необходимо закрыть вентиль, отделяющий реверсивный бак от цилиндров подушки. Вентиль открывается снова только после того, как давление воздуха в баке достигает необходимого значения. Если вентиль к по-душке будет открыт, выпуск воздуха из ее цилиндров вызовет быстрое опускание опорной плиты подушки, и вставленные в отверстия подштамповой плиты штифты провалятся под плиту. [41]
Давление воздуха в подушке должно быть отрегулировано в соответствии с необходимым усилием прижима. Конденсированную воду необходимо спускать из магистрали. Удаление конденсированной воды из реверсивного бака производится через спускной кран этого бака вместе с воздухом. [42]
Контактное сопротивление уменьшается при увеличении влажности окружающей атмосферы. Причиной является конденсация паров воды в промежутках между мельчайшими частицами окисла. Пленка из конденсированной воды действует как смазка. Это нужно учитывать при наблюдениях, так как истирание наиболее интенсивно происходит в очень сухих условиях. [43]
Так как температура кипятильника примерно на 75 выше комнатной, то через стенку кипятильника идет значительный поток тепла. Тепло это отдается внутренним поверхностям стенок кипятильника при конденсации на них водяного пара. По расчетным данным, толщина слоя стекающей по стенкам конденсированной воды составляет 0 05 мм. Предполагая, что поверхность жидкость — пар находится при предельной температуре, можно допустить существование такого температурного градиента через пленку воды, что температура внутренней поверхности стенки кипятильника будет примерно на 0 1 ниже предельной. Так как кипятильник находится при температуре несколько ниже предельной, радиационный экран излучает на стенки кипятильника небольшое количество энергии, большую часть которой он получает при конденсации паров на внутренней и внешней поверхностях. Экран поэтому будет на несколько сотых градуса ближе к предельной температуре, чем стенка кипятильника. Действительно, расчеты показывают, что достаточное выравнивание температуры происходит уже благодаря наличию гильз, но действие экранов еще улучшает это выравнивание, поэтому маловероятно, чтобы гильзы для термометров имели более низкую температуру. [44]
При расходе 0 005 % на смесь бензина и конденсированной воды , скорость коррозии труб погруженного конденсатора-холодильника ( сокращается в 4 — 5 раз. Сейчас на заводе закончен монтаж схемы по получению ингибитора и ве-дутоя работы для постоянной подачи его на двух установках комбинированного термического крекинга. [45]
Источник
