Какие свойства пара делают его невидимым для нас ответ

Какие свойства пара делают его невидимым для нас ответ thumbnail

Водяной пар важен для жизни человека и всего живого на Земле. Он участвует в мировом круговороте воды в природе.
Солнце нагревает поверхность Земли, вода превращается в водяной пар и поднимается вверх. Там воздух охлаждается и пар снова становится водой. В виде осадков он снова попадает на Землю, питая реки и Мировой океан.
Водяной пар регулирует тепло на поверхности нашей планеты, определяет какая установится температура в определённой местности, образуются ли облака, выпадет дождь и роса.
В данной статье мы подробно рассмотрим: уникальные свойства водяного пара, его давление, температуру и интересные факты.

Что такое водяной пар

Водяной пар – это вода в газообразном состоянии, которая сохраняет свои свойства, но приобретает также свойства газа.  Его количество определяет важнейшую для состояния атмосферы характеристику – влажность воздуха. Это одно из агрегатных состояний воды.

Рассмотрим основные виды пара.

  1. Сухой насыщенный, не содержит капелек воды.
  2. Влажный насыщенный, состоит из мельчайших капелек воды.
  3. Перегретый (сухой ненасыщенный), образуется при дальнейшем нагреве влажного пара, выше температуры насыщения. Обладает более высокой температурой и более низкой плотностью.

Какой цвет: белый или прозрачный

Многие люди задаются вопросом: водяной пар белый или прозрачный? Можно его увидеть?

В повседневной жизни при кипении воды в чайнике мы часто видим белый дымок, который вырывается из носика. Некоторые люди считают его паром. На самом деле – это туман (результат конденсации водяного пара).

Настоящий пар невидим глазу, он прозрачный, безвкусный. Не имеет постоянной формы, запаха.

Основное содержание наблюдается в нижних слоях атмосферы (тропосфера). Пар может переходить в жидкое состояние. Данное явление мы часто наблюдаем в повседневной жизни, когда оконные стекла в комнате запотевают. Это значит, что водяной пар в тёплом воздухе комнаты коснулся холодного стекла, сгустился и превратился в мельчайшие капельки воды. Явление называют конденсацией.

Облака

Водяной пар принимает непосредственное участие в круговороте воды в природе. С его помощью образуются: облака, тучи, туман. Наибольшее скопление наблюдается в тропосфере.

В настоящий момент пар часто используют для бытовых нужд и производства. Среди наиболее известных устройств с его применением можно отнести:

  1. утюги;
  2. паровозы;
  3. пароходы;
  4. паровые котлы;
  5. с его помощью вращают турбины генераторов на электростанции, тушат пожары.

Парциальное давление

Атмосферный воздух состоит из водяного пара и смеси различных газов. Давление, которое производил бы только водяной пар, при исключении всех других элементов называют парциальным давлением (упругостью).

Формула для расчета. Закон парциальных давлений газов (Закон Дальтона)

Закон Дальтона

Давление смеси идеальных газов равно сумме парциальных давлений, входящих в нее газов.

Где p1, p2, p3+pn – парциальное давления, производимое каждым газом, входящим в состав смеси.

Значение выражается в мбар или мм. ртутного столба. Отвечает за влажность воздуха, атмосферное давление.

Нормальное атмосферное давление составляет 760 мм ртутного столба.

При снижении атмосферного давления повышается влажность воздуха, возможны осадки и повышение температуры воздуха.

Атмосферное давление важный показатель, который напрямую влияет на влажность воздуха, состояние людей (метеозависимых), температуру кипения.

Например, в горах при подъеме над поверхностью Земли, температура кипения воды падает, так как снижается атмосферное давление. На Эльбрусе, самой высокой вершине Европы (5642), вода закипит при 80,8 °С.

Температура

Чем выше температура воздуха, тем больше водяного пара содержится в нем.

В 1 м 3 воздуха при температуре +20 °С может содержаться 17 грамм

При Температуре -20 °С – только 1 грамм.

Масса водяного пара

Массу можно определить из уравнения Менделеева-Клапейрона.

pV = (m/M . RT), где

р — давление насыщенного водяного пара;

V – его объём;

М — молярная масса пара;

R — газовая постоянная;

Т — температура пара.

Как образуется водяной пар

Образуется двумя способами, в результате испарения и кипения. Рассмотрим более подробно каждый из них.

  1. Испарение. Пар поступает в атмосферу, испаряясь с поверхности водоемов, почвы, растений. В атмосфере конденсация водяного пара приводит к образованию облаков, тумана и осадков, а десублимация – снега;
  2. Кипение. Пар образуется по всему объему жидкости.

Испарение происходит при любой температуре, кипение — при одной, определенной для текущего давления. Когда процесс кипения начался, то, несмотря на продолжающийся подвод тепла, температура жидкости изменяется незначительно, пока вся жидкость не превратится в пар.

Давление и плотность насыщенных паров воды при различных температурах

Для наглядности предоставлена изображение с таблицей № 1.

Таблица

В таблице указаны базовые значения.

Если имеется больше данных, расчеты можно сделать точно с помощью физических формул и измерений.

Ответы на распространенные вопросы

Какой воздух содержит больше всего водяного пара

Самое большое количество содержит воздух, который сформировался над Черным морем, так как температура в этих широтах намного выше

Можно ли увидеть водяной пар

Настоящий пар прозрачен и невидим.

От чего зависит скорость испарения

Скорость испарения зависит от рода жидкости. Быстрее испаряется та жидкость, молекулы которой притягиваются друг к другу с меньшей силой.

Если листок бумаги смочить в одном месте эфиром, а в другом водой, то мы заметим, что эфир испарится значительно быстрее, чем вода.

Заключение

Водяной пар невидим, не имеет вкуса, постоянной формы, цвета и запаха. На поверхности нашей планеты он выполняет важную функцию терморегуляции. От него зависит, какой будет климат, выпадет дождь и роса.

Пар непосредственный участник круговорота воды в природе. Он испаряется с поверхности океанов, рек, болот, почвы, растений и поступает в воздух, образовывая облака, тучи и лед. С помощью конденсации он снова превращается в воду.

Подготовлено специалистами www.vodasila.ru

Автор Марюшина Мария

Источник

Насыщенные и ненасыщенные пары.

Рассмотрим процессы, происходящие в закрытом сосуде:

  1. процесс испарения, скорость которого постепенно уменьшается
  2. конденсации, скорость которого постепенно возрастает

Насыщенный пар

С течением времени в сосуде закрытом крышкой между жидкостью и её паром устанавливается состояние динамического (подвижного) равновесиякогда число молекул, вылетающих из жидкости, равно числу молекул, возвращающихся в жидкость из пара, то есть когда скорости процессов испарения и конденсации одинаковы. Такую систему называютдвухфазной.

Пар, находящийся в динамическом равновесии со своей жидкостью, называютнасыщенным.

Название «насыщенный» подчеркивает, что в данном объеме при данной температуре не может находиться большее количество пара.

Ненасыщенный пар это пар, не достигший динамического 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.

Рассмотрим некоторые свойства насыщенного пара:

1. Концентрация молекул насыщенного пара не зависит от его объёма при постоянной температуре. Если уменьшить объем насыщенного пара, то сначала концентрация его молекул увеличится и из газа в жидкость начнет переходить больше молекул до тех пор, пока опять на установится динамическое равновесие.

2. Давление насыщенного пара при постоянной температуре не зависит от его объёма.

p = n*k*T, т.к. n не зависит от V , то и р не зависит от V.

Независимое от объёма давление пара, при котором жидкость находится в равновесии со своим паром, называется давлением насыщенного пара. Это наибольшее давление, которое может иметь пар при данной температуре.

3. Давление насыщенного пара зависит от температуры. Чем выше будет температура жидкости, тем больше молекул будет испаряться, динамическое равновесие нарушится, но концентрация молекул пара будет расти до тех пор, пока равновесие не установится опять, а значит, больше станет и давление насыщенного пара. С увеличением температуры давление насыщенных паров возрастает.

В атмосферном воздухе всегда присутствуют пары воды, которая испаряется с поверхности морей, рек, океанов и т.п.

Воздух, содержащий водяной пар, называют влажным.

Влажность воздуха оказывает огромное влияние на многие процессы на Земле: на развитие флоры и фауны, на урожай сельхоз. культур, на продуктивность животноводства и т.д. Влажность воздуха имеет большое значение для здоровья людей, т.к. от неё зависит теплообмен организма человека с окружающей средой. При низкой влажности происходит быстрое испарение с поверхности и высыхание слизистой оболочки носа, гортани, что приводит к ухудшению состояния.

Значит, влажность воздуха надо уметь измерять. Для количественной оценки влажности воздуха используют понятия абсолютной и относительной влажности.

Абсолютная влажность – величина, показывающая, какая масса паров воды находится в 1 м³ воздуха. Она равна парциальному давлению пара при данной температуре.

Парциальное давление пара – это давление, которое оказывал бы водяной пар, находящийся в воздух , если бы все остальные газы отсутствовали.

Относительная влажность воздуха – это величина, показывающая, как далек пар от насыщения. Это отношение парциального давления p водяного пара, содержащегося в воздухе при данной температуре, к давлению насыщенного   пара p0 при той же температуре, выраженное в процентах:

 

Если воздух не содержит паров воды, то его абсолютная и относительная влажность равны 0.

Если влажный воздух охлаждать, то находящийся в нем пар можно довести до насыщения, и далее он будет конденсироваться.

Примеры:

выпадение росы под утро,

Какие свойства пара делают его невидимым для нас ответ

запотевание холодного стекла, если на него подышать,

Какие свойства пара делают его невидимым для нас ответ

образование капли воды на холодной водопроводной трубе,

Какие свойства пара делают его невидимым для нас ответ

сырость в подвалах домов.

Какие свойства пара делают его невидимым для нас ответ

Точка росы – это температура, при которой водяной пар, содержащийся в воздухе, становится насыщенным.

   Точка росы также характеризует влажность воздуха.

Точка россы при относительной влажности воздуха в %

30%

35%

40%

45%

50%

55%

60%

65%

70%

75%

80%

85%

90%

95%

30

10,5

12,9

14,9

16,8

18,4

20

21,4

22,7

23,9

25,1

26,2

27,2

28,2

29,1

29

9,7

12

14

15,9

17,5

19

20,4

21,7

23

24,1

25,2

26,2

27,2

28,1

28

8,8

11,1

13,1

15

16,6

18,1

19,5

20,8

22

23,2

24,2

25,2

26,2

27,1

27

8

10,2

12,2

14,1

15,7

17,2

18,6

19,9

21,1

22,2

23,3

24,3

25,2

26,1

26

7,1

9,4

11,4

13,2

14,8

16,3

17,6

18,9

20,1

21,2

22,3

23,3

24,2

25,1

25

6,2

8,5

10,5

12,2

13,9

15,3

16,7

18

19,1

20,3

21,3

22,3

23,2

24,1

24

5,4

7,6

9,6

11,3

12,9

14,4

15,8

17

18,2

19,3

20,3

21,3

22,3

23,1

23

4,5

6,7

8,7

10,4

12

13,5

14,8

16,1

17,2

18,3

19,4

20,3

21,3

22,2

22

3,6

5,9

7,8

9,5

11,1

12,5

13,9

15,1

16,3

17,4

18,4

19,4

20,3

21,1

21

2,8

5

6,9

8,6

10,2

11,6

12,9

14,2

15,3

16,4

17,4

18,4

19,3

20,2

20

1,9

4,1

6

7,7

9,3

10,7

12

13,2

14,4

15,4

16,4

17,4

18,3

19,2

19

1

3,2

5,1

6,8

8,3

9,8

11,1

12,3

13,4

14,5

15,3

16,4

17,3

18,2

18

0,2

2,3

4,2

5,9

7,4

8,8

10,1

11,3

12,5

13,5

14,5

15,4

16,3

17,2

17

-0,6

1,4

3,3

5

6,5

7,9

9,2

10,4

11,5

12,5

13,5

14,5

15,3

16,2

16

-1,4

0,5

2,4

4,1

5,6

7

8,2

9,4

10,5

11,6

12,6

13,5

14,4

15,2

Для измерения влажности воздуха используют приборы гигрометры и психрометры.

1. Конденсационный гигрометр.

Какие свойства пара делают его невидимым для нас ответ

Состоит из укрепленной на подставке металлической круглой коробочки с отполированной плоской поверхностью. В коробочке сверху имеются два отверстия. Через одно из них в коробочку наливают эфир и вставляют термометр, а другое соединяют с резиновой грушей. Действие конденсационного гигрометра основано на определении точки росы.

Какие свойства пара делают его невидимым для нас ответ

Продувают воздух через эфир (с помощью резиновой груши), при этом эфир быстро испаряется и охлаждает коробочку. При определенной температуре на отполированной поверхности коробочки появляются капельки воды (роса). По термометру определяют эту температуру, это и будет точка росы. В специальной таблице по точке росы находят абсолютную влажность.

Чтобы найти относительную влажность, надо давление насыщенного пара при температуре точки росы разделить на давление насыщенного пара при температуре окружающего воздуха и умножить на 100%.

2. Волосной гигрометр.

 Какие свойства пара делают его невидимым для нас ответ

Его работа основана на том, что обезжиренный человеческий волос при увеличении влажности воздуха удлиняется, а при уменьшении влажности укорачивается. Волос оборачивают вокруг легкого блока, прикрепив один конец к раме, а к другому подвешивают груз. При изменении длины волоса указатель (стрелка), прикрепленный к блоку, будет двигаться, перемещаясь по шкале. Шкалу градуируют по эталонному прибору.

3. Психрометр. (от греч «психриа» – холод).

Какие свойства пара делают его невидимым для нас ответ

Состоит из двух одинаковых термометров. Резервуар одного из них обернут марлей, опущенной в сосуд с водой. Вода смачивает резервуар термометра и при её испарении он охлаждается. По разности температур сухого и влажного термометров по психрометрической таблице определяют влажность воздуха.

Какие свойства пара делают его невидимым для нас ответ

Источник

Чем больше человек знает, тем очевиднее для него, насколько эти знания скудны (вспомним приписываемое Сократу «Я знаю, что ничего не знаю»). С тем же успехом этот закон работает и наоборот: чем меньше человек знает, тем увереннее он в своих знаниях и их безграничности. Сегодня перевели статью о когнитивном искажении раздутой самооценки и иллюзии компетентности — так называемом эффекте Даннинга-Крюгера. Вместе с главным редактором Knowing Neurons Кейт Фейлхабер разбираемся, почему некоторые люди не могут адекватно оценивать свои умения, когнитивные способности и уровень популярности, к каким последствиям это может вести и что отличает по-настоящему компетентных людей.

Однажды в 1995 году крупный здоровый мужчина среднего возраста ограбил два банка Питтсбурга средь бела дня. На нём не было маски или какой-либо другой маскировки, и он улыбался, глядя в камеры видеонаблюдения, прежде чем выходить из каждого банка. Позже той ночью полиция задержала потрясенного преступника Макартура Уилера. Когда ему показали записи с камер, Уилер смотрел в недоумении.

«Но на мне же был сок», — пробормотал он.

Видимо, Уилер считал, что нанесение лимонного сока на кожу делает его невидимым для камер видеозаписи. Ведь лимонный сок используется в качестве невидимых чернил, поэтому, по логике Уилера, пока он не находится рядом с источником тепла, он должен быть полностью невидимым.

Полиция пришла к выводу, что Уилер не был сумасшедшим или под воздействием наркотиков — просто он глубоко заблуждался.

На эту историю наткнулся Дэвид Даннинг из Корнеллского университета, который заручился поддержкой своего аспиранта, Джастина Крюгера, чтобы разобраться, что же тогда произошло.

Они рассуждали, что хотя почти все позитивно расценивают свои способности в различных социальных и интеллектуальных сферах, некоторые люди склонны ошибочно их завышать.

Эта иллюзия уверенности сегодня известна как «эффект Даннинга-Крюгера» и описывает когнитивное искажение раздутой самооценки.

Чтобы исследовать этот феномен в лаборатории, Даннинг и Крюгер разработали несколько экспериментов. В одном исследовании они задали студентам ряд вопросов о грамматике, логике и юморе, а затем попросили каждого респондента оценить свои результаты в целом, а также их относительный рейтинг по сравнению с другими студентами. Примечательно, что студенты, набравшие самый низкий результат в познавательных задачах, всегда переоценивали, насколько хорошо они справились. И наоборот — те учащиеся, что занижали себе оценку, выполняли задания лучше, чем две трети остальных.

Читайте также Парадоксы интеллекта: почему умные люди совершают глупости?

Эта «иллюзия уверенности» простирается на сферы за пределами университета и пронизывает реальную жизнь.

В следующем исследовании Даннинг и Крюгер покинули стены лаборатории и отправились на стрельбище, где они опрашивали любителей стрельбы о безопасности оружия. Аналогично их предыдущим результатам, те, кто отвечал на наименьшее количество вопросов правильно, безумно переоценивал свои знания об огнестрельном оружии.

За пределами фактических знаний, эффект Даннинга-Крюгера можно также наблюдать и при оценке людьми множества других личных способностей.

Если вы посмотрите любое шоу талантов, то можете заметить шок на лицах участников, которые не прошли кастинг и были отклонены судьями.

Может показаться забавным, когда люди действительно не подозревают, насколько вводят себя в заблуждение своим же собственным мнимым превосходством.

Безусловно, для нас характерно переоценивать свои способности. Одно исследование показало, что 80% водителей оценивают свои навыки вождения выше среднего, что является статистической невозможностью. И подобные же тенденции наблюдаются, когда люди оценивают свою популярность и когнитивные способности.

Проблема в том, что, когда люди некомпетентны, они не только приходят к неправильным выводам, но, кроме того, они лишены возможности осознавать свои ошибки.

Одно исследование студентов, которое длилось в течение семестра, показало, что успевающие ученики могли хорошо прогнозировать свою эффективность на экзаменах, основываясь на результатах прошлых оценок. Однако самые отстающие учащиеся не признавали своих проблем, несмотря на явные и неоднократные негативные оценки со стороны преподавателей. Вместо того чтобы оказаться в замешательстве, в недоумении или задуматься о своих неверных подходах, несведущие студенты настаивали на своей правоте.

Как писал Чарльз Дарвин в «Происхождении человека» (1871):

«Невежество чаще порождает уверенность, чем знание».

В своем классическом исследовании Даннингу и Крюгеру удалось пронаблюдать, что действительно умные люди не в состоянии точно оценивать свои способности. Те студенты, чьи когнитивные показатели были в верхнем квартиле ⓘВерхний квартиль – часть набора данных с наиболее высокими значениями в статистических исследованиях., недооценивали свою относительную компетентность. Такие студенты полагали, что если задачи им даются легко, то, должно быть, они являются легкими и для всех остальных.

Это так называемый «синдром самозванца», и его можно сопоставить с еще одним аспектом эффекта Даннинга-Крюгера, который проявляется тогда, когда ученики с высокими показателями не могут распознавать свои таланты и считают, что другие не менее компетентны.

Читайте также «Поймай меня, если сможешь»: что такое синдром самозванца

Разница в том, что действительно компетентные люди, в отличие от некомпетентных, открыты для критики и в состоянии корректировать свою самооценку, исходя из соответствующей обратной связи.

И в этом кроется ключ к неразумному поведению того грабителя банка. Иногда мы пытаемся делать вещи, которые ведут к благоприятным результатам, но иногда — как идея с лимонным соком — наши подходы несовершенны, иррациональны, нелепы или просто глупы.

Фокус заключается в том, чтобы не обманываться иллюзией своего превосходства и систематически пересматривать свою компетентность.

В конце концов, как говорил Конфуций,

«Истинное знание — это знание о невежестве».

Эта статья впервые была опубликована в журнале Aeon под заголовком «What know-it-alls don’t know, or the illusion of competence» с лицензией Creative Commons.

Взяо отсюда: https://monocler.ru/effect-danninga-krugera/

Источник