Какие свойства пара делают

У этого термина существуют и другие значения, см. Пар (значения).

Модель пара над жидкостью. Молекулы вещества вылетают из жидкости в результате испарения (парообразования) и одновременно молекулы из газовой фазы переходят в жидкость в результате конденсации пара.

Выброс пара на Европе в представлении художника

Пар — газообразное состояние вещества в условиях, когда газовая фаза может находиться в равновесии с жидкой или твёрдой фазами того же вещества, то есть при температурах ниже критической температуры вещества. Процесс возникновения пара из жидкой (твёрдой) фазы называется «парообразованием». Обратный процесс называется конденсация.

При низких давлениях и высоких температурах свойства пара приближаются к свойствам идеального газа. В разговорной речи под словом «пар» почти всегда понимают водяной пар. Подразумевается, что жидкая или твёрдая фазы могут представлять собой как индивидуальное вещество так и механическую смесь веществ — влажное вещество[1]. Пары́ прочих веществ оговариваются в явном виде.

У разных жидкостей динамическое равновесие с паром наступает при различной плотности пара. Причина этого заключается в различии сил межмолекулярного взаимодействия. В жидкостях, у которых силы межмолекулярного притяжения велики, например у ртути, только наиболее быстрые молекулы, число которых незначительно, могут вылетать из жидкости. Поэтому для таких жидкостей уже при небольшой плотности пара наступает состояние равновесия. У летучих жидкостей с малой силой притяжения молекул, например у эфира, при той же температуре может вылететь за пределы жидкости множество молекул. Поэтому и равновесное состояние наступает только при значительной плотности пара.

Не следует путать оптически однородный и гомогенный пар с туманом — взвеси мелких капелек жидкости в газе — гетерогенной системой, сильно рассеивающей свет.

Насыщенный и ненасыщенный пар[править | править код]

Различают следующие виды состояний пара химически чистых веществ:

Ненасыщенный пар — пар, не достигший динамического равновесия с жидкостью. При данной температуре давление ненасыщенного пара всегда меньше давления насыщенного пара. При наличии над поверхностью жидкости ненасыщенного пара процесс парообразования преобладает над процессом конденсации, и потому количество жидкости в сосуде с течением времени уменьшается.
Насыщенный пар — пар, находящийся в динамическом равновесии с жидкостью (скорость испарения равна скорости конденсации). Это означает, что при данной температуре в этом объёме не может находиться большее количество пара. Если сжимать пар, находящийся в равновесии с жидкостью под поршнем (при условии, что воздух из сосуда предварительно откачан), то равновесие будет нарушаться. Так как плотность пара в первый момент увеличится, то увеличится конденсация (из пара в жидкость начнет переходить большее количество молекул, чем из жидкости в газ). Этот процесс будет продолжаться до тех пор, пока вновь не установятся динамическое равновесие и плотность пара, а следовательно, и концентрация молекул газа не примет прежнее значение.
Пересыщенный пар — пар, давление которого превышает давление насыщенного пара при данной температуре[2]. Может быть получен путём увеличения давления пара в объёме, свободном от центров конденсации (пылинок, ионов, капелек жидкости малых размеров и т. д.). Другой способ получения — охлаждение насыщенного пара при тех же условиях. В связи с последним способом получения насыщенного пара применительно к нему используется также наименование переохлаждённый пар[3][4][5]. Кроме того, иногда в литературе встречается термин перенасыщенный пар.

Водяной пар[править | править код]

Водяной пар — газообразное состояние воды.

Благодаря своим свойствам, водяной пар получил широкое распространение в разнообразной деятельности человека.

В промышленности является теплоносителем, рабочим телом в паровых машинах и турбинах или очистительным агентом (при паровой очистке).
Используется в качестве огнетушащего вещества в системах паротушения.
В кулинарии применяется для приготовления блюд «на пару́», например — паровой рыбы.

См. также[править | править код]

Влажность воздуха

Примечания[править | править код]

Литература[править | править код]

Новый политехнический словарь / Под ред. Ишлинский А. Ю.. — М.: Большая Российская энциклопедия, 2003. — С. 671. — ISBN 5-7107-7316-6.
Рекомендации по межгосударственной стандартизации РМГ 75-2014. Государственная система обеспечения единства измерений. Измерения влажности веществ. Термины и определения. — М.: Стандартинформ, 2015. — iv + 16 с.

Ссылки[править | править код]

Вуколов С. П., Гершун А. Л., Менделеев Д. И. Пар, в физике и химии // Энциклопедический словарь Брокгауза и Ефрона : в 86 т. (82 т. и 4 доп.). — СПб., 1890—1907.

Источник

Общие свойства пара
Водяной пар участвует в сушильных процессах в виде теплоносителя и сушильного агента, а именно:

пара-теплоносителя, поступающего из котла в калорифер паровых сушильных камер для их нагревания;
пара, поступающего из котла в рабочее пространство сушильной камеры и добавляемого к воздуху для его увлажнения с целью образования сушильного агента;
пара — сушильного агента, заполняющего сушильную камеру (с вытеснением из нее воздуха) и в перегретом состоянии испаряющего из древесины влагу;
пара, выделяющегося из высушиваемого материала в результате испарения из него влаги;
пара, выделяющегося в топке из сжигаемого топлива при испарении его физической влаги, а также сгорании водорода топлива с образованием водяного пара; этот пар поступает с продуктами сгорания в сушильную камеру к материалу, создавая сушильный агент.

Все эти виды пара характеризуются общими физическими свойствами, но отличаются между собой по давлению, степени перегрева и количеству воздуха (или продуктов сгорания) в смеси с паром.

Характерное состояние пара — сухой насыщенный, находящийся в фазовом равновесии с водой или со льдом; сухой насыщенный пар бесцветен и прозрачен (т. е. невидим).

Каждому давлению сухого насыщенного пара соответствует определенная его температура и наоборот. В атмосферной среде и в сушильных камерах по замеренной температуре, с помощью таблиц или графиков, обычно устанавливают давление пара, а в паровых котлах и калориферах — по давлению находят температуру насыщенного пара.

Сухой насыщенный пар будет перегретым, если его нагревать при постоянном давлении. Перегретый пар любого давления способен испарять воду из материала, пока не станет насыщенным. Именно это свойство пара используется для сушки материала как в цилиндрах под избыточным давлением и в камерах при атмосферном давлении, так и на открытом воздухе. Если при постоянном давлении охлаждать безотносительно чистый перегретый пар или в смеси с воздухом, при температуре точки росы пар станет сухим насыщенным, а при дальнейшем охлаждении часть его превратится в воду в виде росы или взвешенных капелек воды диаметром 1—10 мкм. Такая конденсация находящегося в воздухе пара часто наблюдается в виде тумана в коридорах управления сушильных установок, особенно в условиях добавки холодного воздуха. Пар, содержащий капельки воды, белый (молочного цвета) непрозрачный называется влажным паром. Количество воды в нем обозначают термином влажность пара, однако более точным будет термин водность пара, поскольку сам пар является влагой, а туман (в том числе облако) представляет собой взвешенные в воздухе капельки воды, рассеивающие свет.
https://sfiz.ru/list.php?c=uch_svparov

Пар — газообразное состояние вещества в условиях, когда газовая фаза может находиться в равновесии с жидкой или твёрдой фазами того же вещества. Процесс возникновения пара из жидкой (твёрдой) фазы называется «парообразованием». Обратный процесс называется конденсация. При низких давлениях и высоких температурах свойства пара приближаются к свойствам идеального газа. В разговорной речи под словом «пар» почти всегда понимают водяной пар. Пары́ прочих веществ оговариваются в явном виде. Не следует путать оптически однородный и гомогенный пар с туманом — гетерогенной системой, сильно рассеивающей свет.

Различают следующие виды состояний пара химически чистых веществ: Ненасыщенный пар — пар, не достигший термодинамического равновесия со своей жидкостью. При данной температуре давление ненасыщенного пара всегда меньше давления насыщенного пара. При наличии над поверхностью жидкости ненасыщенного пара процесс парообразования преобладает над процессом конденсации, и потому жидкости в сосуде с течением времени становится все меньше и меньше.

Источник

Правильное использование тепла и пара с давних пор позволяет людям успешно оздоравливать свой организм. Банные процедуры с вениками из веток березы, липы, можжевельника или эвкалипта, вместе с добавленными в них ароматными травами, обладают целебными свойствами, способствуют расслаблению и очищению, не только тела, но и духа. Так каким должен быть пар, чтобы человек чувствовал себя максимально комфортно и безопасно, наслаждался каждой минутой, проведенной в бане?

Свойства пара

Парная с уникальным микроклиматом положительно влияет на кровообращение и обмен веществ, излечивает застарелые травмы, очищает кожу и сальные протоки. Мягкое постепенное прогревание убирает отеки, улучшает работу эндокринной системы и нормализует гормональный фон. Лечебный горячий пар позволяет человеку снизить массу тела, избавиться от избытка солей.

Парогенераторы, которые предлагает компания Теплодар, помогают за короткое время создать любой уникальный микроклимат, в том числе подходящий для русской бани или финской сауны. Причем поливать камни не требуется, подачу чистого, без пыли, пара, в соответствии с выставленными параметрами, регулирует автоматика.

Однако перед тем как отправиться в парную, людям старшего возраста, а также страдающим от хронических заболеваний, следует посетить лечащего врача и воспользоваться его рекомендациями.

Особенности пара в бане с металла

Банный пар, полученный с металлических поверхностей, имеющих высокую теплопроводность, образуется довольно быстро и в большом объеме. Воздух, нагреваемый печами из металла, накаляется до температуры 90–100 °C и выше. К горячему металлу нельзя прикасаться, возможны ожоги, однако остывают такие поверхности достаточно быстро. Более надежным вариантом является выбор чугунной печи. Чтобы наслаждаться легким паром, имеющим мелкодисперсную структуру и невысокую влажность, металлические печи часто облицовывают камнем или кирпичом.

Получение пара в бане с камней

В банных печах камни необходимы для образования пара. Правильная комплектация обогревательного устройства полезными минералами, позволяет накапливать тепло и постепенно отдавать его в течение суток, значительно продлевая этим время приема банных процедур. Натуральные камни улучшают интерьер бани, особенно если их используют для отделки бассейна, различных поверхностей, облицовке печи.

Компания Теплодар предлагает камни, соответствующие высокому уровню безопасности, прошедшие сертификацию. Они не растрескиваются и не разлетаются от резкого перепада температур, так как имеют равный коэффициент расширения во всех направлениях. Также у них есть и другие преимущества:

полное отсутствие токсичных выделений;
высокая теплоемкость;
различные размеры, формы, породы.

Многие любители париться в бане предпочитают гладкие камни округлой формы, так как считают, что циркуляция воздуха между ними происходит более интенсивно. Выбор размера камней зависит от установленного в оборудовании контейнера.

Какие камни лучше использовать в бане для пара

Одним из важных свойств любых камней для бани является их однородность, отсутствие включений других пород, способствующих растрескиванию и появлению других дефектов. Также они должны быть массивными, с высокой плотностью. Чаще всего в бане используют камни следующих пород:

базальт — прочный и долговечный;
жадеит — полудрагоценный камень, по прочности сравнимый со сталью, колотый и для каменки, округлой формы для сауны;
малиновый кварцит — не растрескивается, без вредных примесей;
кварц — несмотря на высокие декоративные свойства, имеет небольшую теплоемкость, но полностью безопасен в экологическом отношении;
речная галька — отличается хорошей прочностью и надежностью.

Можно уверенно утверждать, что во многих случаях, качество пара с камней все же превосходит по своим свойствам пар, полученный с металлической или чугунной поверхности. Стоит учесть и эстетическую ценность, красоту натуральных минералов, а также их целебные свойства. Перед использованием проводят подготовку камней: моют щеткой и просушивают, затем закаливают — поочередно поливают кипятком и холодной водой. Если камень треснул, значит, он не годится для бани.

Источник

Рис. 2.17

Представьте себе совершенно пустой (даже без воздуха) закрытый сосуд, в который налита жидкость. Она немедленно начнет испаряться, и над ней появятся молекулы ее пара (рис. 2.17). Появляется вероятность возвращения молекул пара в жидкость — конденсация. Скорость конденсации пропорциональна концентрации молекул пара и сначала невелика. Жидкость испаряется, возрастают концентрация и давление пара, уменьшается скорость испарения, увеличивается скорость конденсации. Раньше или позже скорости испарения и конденсации станут равными, станут равны числа молекул, испаряющихся и конденсирующихся за единицу времени через единицу поверхности, — будет достигнуто динамическое равновесие между жидкостью и ее паром. Жидкость перестанет испаряться, точнее, масса жидкости перестанет уменьшаться, будет достигнуто максимальное (в данных условиях) давление пара. Пар, находящийся в динамическом равновесии со своей жидкостью, называют паром, насыщающим пространство, или насыщенным паром. Пар, не достигший насыщения, естественно, называют ненасыщенным.

Давление насыщенного пара, как мы видели, — наивысшее давление данного пара при заданной температуре, концентрация такого пара при этой температуре максимальная.

Будем всегда рассматривать пар в открытом сосуде как ненасыщенный (в соответствии с тем, что любая жидкость из открытого сосуда раньше или позже испарится). Пар в закрытом сосуде будем считать ненасыщенным, если в нем нет следов жидкости. Если же в закрытом сосуде есть хотя бы следы жидкости, пар в сосуде насыщенный (иначе жидкость испарилась бы; есть жидкость — есть динамическое равновесие с ней).

Ненасыщенные пары подчиняются всем газовым законам (и уравнению состояния, разумеется) и тем точнее, чем дальше они от насыщения.

Рис. 2.18

Исследуем теперь поведение насыщенного пара. В цилиндре (рис. 2.18) под поршнем находится насыщенный пар. Поместим цилиндр в термостат и медленно начнем поднимать поршень. Сразу нарушится динамическое равновесие; скорость испарения возрастает, скорость конденсации уменьшится, так как уменьшилась концентрация молекул пара. Жидкость начнет испарятся, концентрация пара будет возрастать и снова наступит динамическое равновесие при прежней концентрации. Таким образом, увеличение объема пара привело лишь к испарению соответствующего количества жидкости, не изменив давление. Разумеется, уменьшение объема приведет к нарушению равновесия в сторону уменьшения скорости испарения, часть пара конденсируется, а давление останется прежним. Давление насыщенного пара при неизменной температуре не зависит от объема.

Можно представить себе (в особенности если в сосуде — см. рис. 2.18 — мало жидкости), что увеличение объема приведет к испарению всей жидкости и, следовательно, к обращению насыщенного пара в ненасыщенный (давление которого при дальнейшем увеличении объема начнет уменьшаться по закону Бойля — Мариотта (см. рис. 2.3, область III). Значит, можно опыт провести в обратном направлении: взять ненасыщенный пар, уменьшать его объем (будет возрастать давление); когда давление станет равно давлению насыщенного пара, в сосуде может появиться жидкость, если, вдобавок, есть центры конденсации — какие-либо частицы, на которых будут образовываться капельки жидкости (в противном случае давление пара будет возрастать по изотерме Ван-дер- Ваальса (см. рис. 2.3), пар получится пересыщенным. Из этого неустойчивого состояния пар может превратиться в устойчивую двухфазную систему при встряхивании или при появлении первой же капельки жидкости). При дальнейшем уменьшении объема пар будет сжижаться. Мы описали первый способ обращения ненасыщенных паров в насыщенные — изотермическое сжатие.

Рис. 2.19

Нагреем сосуд, в котором находятся жидкость и ее насыщенный пар (рис. 2.19). Если бы в сосуде находился только газ или только насыщенный пар, то при увеличении температуры их давление росло бы линейно в соответствии с законом Шарля или прямо пропорционально по формуле р = п{)кТ.

По этой же причине должно расти давление и в нашем сосуде. Но, кроме того, при повышении температуры нарушается подвижное равновесие жидкости и ее пара. Увеличиваются скорость испарения и конденсации молекул пара; новое динамическое равновесие будет достигнуто при большей концентрации п0. Поэтому давление насыщенного пара с увеличением температуры возрастает нелинейно и быстрее, чем давление ненасыщенного пара, так как растут средняя сила каждого удара и число молекул, ударяющихся о стенку, что соответ- 2 3

ствует формуле р = —п0—кТ = п0кТ.

Можно представить себе (в особенности, если жидкости мало), что при достаточном нагревании вся жидкость испарится и пар станет ненасыщенным. Это опыт тоже можно провести в обратном направлении: взять ненасыщенный пар и начать его охлаждать. Раньше или позже при определенной температуре его давление станет равно давлению насыщенного пара при этой температуре, пар станет насыщенным и при дальнейшем охлаждении будет сжижаться (если есть центры конденсации). Это второй способ обращения ненасыщенных паров в насыщенные — изохорическое охлаждение.

Сходство свойств ненасыщенных паров и газов натолкнуло Фарадея на предположение: не являются ли газы ненасыщенными парами соответствующих жидкостей? Если это так, можно попытаться сделать газы насыщенными и затем сконденсировать их. Действительно, сжатием удалось один за другим сделать насыщенными многие газы, кроме шести, которые Фарадей назвал «постоянными». И только после введения понятия критической температуры (Менделеев назвал ее абсолютной температурой кипения) стало ясно, что так называемые постоянные газы находятся при температурах выше их критических температур. Значит, их надо сначала охладить до температуры ниже критической, а затем сжимать. Действительно, один за другим все газы были получены в жидком, а потом и в твердом состояниях. Для этого пришлось получать достаточно низкие температуры.

Техника получения низких температур такова: берут какой-либо газ и сжимают его до очень высокого давления. При этом газ нагревается. В сжатом состоянии его охлаждают. Затем газу дают расширяться. Он совершает работу за счет внутренней энергии и охлаждается настолько, что конденсируется.

Следующую порцию сжатого газа или другой сжатый газ охлаждают полученным конденсатом, затем дают расширяться и получают новую порцию сжиженного газа и т.д.

Рис. 2.20

В двухфазной системе — определенная масса жидкости и ее пара в закрытом сосуде — при комнатной температуре плотность жидкости больше плотности пара (рис. 2.20). По мере роста температуры плотность жидкости уменьшается, плотность пара растет, пока не наступит критическое состояние вещества, при котором исчезает различие между жидкостью и ее паром.

Критическое состояние наблюдается только при определенных параметрах, называемых критическими, — давлении, объеме и температуре. Изотерма, проходящая через критические состояния вещества, тоже называется критической.

Во всех состояниях вещества на этой изотерме — при критической температуре — средняя кинетическая энергия поступательного движения молекул настолько велика, что силы молекулярного взаимодействия не могут удержать соединившиеся молекулы. Значит, если где-то в объеме вещества, находящегося при критической температуре, начинает образовываться капелька жидкости, то ее молекулы немедленно разлетаются.

Одно из первых определений критической температуры — температура, выше которой ни под каким давлением пар не обращается в жидкость (см. рис. 2.20, пунктир справа). Возможность сжатия пара при температуре ниже критической показана на рис. 2.20 пунктиром слева. В критическом состоянии исчезает поверхностный слой жидкости и не проявляются никакие поверхностные явления. Действительно, если раньше на молекулу поверхностного слоя действовала равнодействующая сил молекулярного притяжения, то теперь она равна нулю, и такая молекула ничем не отличается от «глубинной», ибо плотность пара неотличима от плотности жидкости.

Источник