Вода, водяной пар и их свойства

Водяной пар — газовая фаза воды

Водяной пар образуется не только, когда вода кипит. Этот термин применим и к туману.
Вода, водяной пар и их свойства

Туман — это пар, который становится видимым  из-за капелек воды, которые образуются в присутствии охладителя воздуха — пар конденсируется.

При более низких давлениях, например, в верхних слоях атмосферы или в верхней части высоких гор, вода кипит при более низкой температуре, чем номинальная 100 ° C (212 ° F). При нагревании в дальнейшем становится перегретым паром.

Как газ, водяной пар может содержать только определенное количество водяного пара (количество зависит от температуры и давления).

Пар-жидкость равновесие является состоянием, при котором жидкость и пар (газовая фаза) находятся в равновесии друг с другом, это такое состояние, когда скорость испарения (жидкие изменения в пар) равна скорости конденсации (превращения пара в жидкость) на молекулярном уровне, что в целом означает  взаимопревращения «пар-вода» . Хотя в теории равновесия можно достичь в относительно замкнутом пространстве, когда вода и ее пары  соотносятся в контакте друг с другом достаточно долго без каких-либо помех или вмешательств извне. Когда газ поглотил свое максимальное количество, он, как говорят, находится в жидком паровом равновесии, но если в нем больше воды, он описывается как ‘влажный пар’.

Вода, водяной пар и их свойства на Земле

 Вода в условиях окружающей среды это  жидкость , но часто она сосуществует на Земле в твердом состоянии ( лед) , и газообразном состоянии (водяной пар или пар). Вода также существует в жидкокристаллическом состоянии — вблизи гидрофильных поверхностей. Вода на Земле находится в непрерывном движении, совершая свой круговой цикл в виде испарения и осаждения, обычно достигая моря.

Вода покрывает 70,9%  поверхности Земли  и является жизненно важным источником для всех известных форм жизни. Предметом Гидрологии является изучение движения, распространения, и качества воды на Земле. Изучением распределения воды занимается гидрография . Изучением распределения и движения подземных вод гидрогеология, ледников — гляциология, внутренних вод — лимнология, распределением океанов -океанография. Экологические процессы гидрологии находятся в фокусе экогидрологии.

Вода, водяной пар и их свойства во Вселенной

Большая часть  воды Вселенной образуется в качестве побочного продукта звездообразования . Когда звезды рождаются, их рождение сопровождается сильным извержением газа и пыли. При этом отток материала в конечном итоге влияет на окружающий газ, ударные волны, которые создаются компресс и тепло газа. Воды  быстро увлекаются в этот теплый поток плотного газа.

22 июля 2011 года в докладе Гарвард-Смитсоновского центра астрофизики описано открытие гигантского облака водяного пара, содержащего в 140 триллионов раз больше воды, чем все океаны Земли вместе взятые, вокруг квазара, который находится в 12 миллиардах световых лет от Земли. По словам исследователей, открытие показывает, что вода была распространенной во Вселенной во все время своего существования. Вода была обнаружена в межзвездных облаках в пределах нашей галактики, Млечного Пути. Вода, вероятно, существует в изобилии в других галактиках, потому что ее компоненты, водород и кислород, являются одними из самых распространенных элементов во Вселенной. Межзвездные облака в конце концов конденсируются в солнечные туманности и солнечные системы , подобные нашей.

Водяной пар присутствует в атмосфере Меркурия : 3,4%, Венеры : 0,002%,  Земли : ~ 0,40% по сравнению с полной атмосферой, как правило, 1-4% на поверхности
Атмосфера Марса : 0.03%
Атмосфера Юпитера : 0,0004%
Атмосфера Сатурна — в льдов только
Энцелад (спутник Сатурна): 91%
экзопланет, известных как HD 189733 и HD 209458 б .
Вода лед присутствует на Земле — в основном, как ледниковые щиты

  • полярных шапок льда на Марсе
  • Луна
  • Титан
  • Европа
  • Кольца Сатурна
  • Энцелад
  • Плутон и Харон
  • Кометы и кометы источником населения ( пояса Койпера и облаком Оорта объектов).

Вода-лед может присутствовать на Церере и Тетис. Вода и другие летучие вещества, вероятно, составляют большую часть внутренних структур Урана и Нептуна и воды в глубокие слои могут быть в виде ионной воды, в которой молекулы распадаются на суп из водорода и ионы кислорода, и глубже, как суперионные воды, в которой кислород кристаллизуется, но ионы водорода плавают свободно в пределах кислорода решетки.

Некоторые из полезных ископаемых Луны содержат молекулы воды. Например, в 2008 году лаборатории устройство, которое собирает и определяет частицы, обнаружены небольшие количества соединений, внутри вулканического жемчуга, привезенного с Луны на Землю Аполлон-15 экипаж в 1971 году. НАСА сообщили об обнаружении молекул воды НАСА Луна минералогии Mapper на борту Чандраян-1 корабля Индийской организации космических исследований в сентябре 2009 года.

Области применения пара

Пар используется в широком спектре отраслей промышленности. Общие приложения для пара, например, связаны с паровым обогревом процессов на фабриках и заводах и на паровых приводных турбинах на электростанциях…

Вот некоторые типичные приложения для пара в промышленности:  Отопление / Стерилизация, Движение / привод, Распыление, Очистка, Увлажнение…

Связь воды и пара, давления и температуры

Насыщение (сухого) пара результат процесса, когда вода нагревается до температуры кипения, а затем испаряется с дополнительным выделением тепла (скрытое отопление).

Если эта пара затем дополнительно нагревается выше точки насыщения, пар становится перегретым паром (фактическое отопление).

Насыщенный пар

Насыщенный пар образуется при температурах и давлениях, где пар (газ) и вода (жидкость) могут сосуществовать. Другими словами, это происходит, когда скорость испарения воды равна скорости конденсации.

Преимущества использования насыщенного пара для отопления

Насыщенный пар обладает многими свойствами, которые делают его отличным источником тепла, особенно при температуре 100 ° C (212 ° F) и выше.

Влажный пар

Это наиболее распространенная форма пара, которую на самом деле испытывает на себе большинство растений. Когда пар произведен, используя котел, он обычно содержит влажность от невыпаренных молекул воды, которые перенесены в распределенный пар. Даже самые лучшие котлы могут распустить пар, содержащий от 3% до 5% влажности. Когда вода подходит к состоянию насыщения и начинает испаряться, немного воды, как правило, оседает в виде тумана или капель. Это одна из ключевых причин, почему образуется конденсат из распределенных пар.

Перегретый пар

Перегретый пар создается при дальнейшем нагревании влажного или насыщенного пар вне точки насыщенного пара. Это дает пар, который имеет более высокую температуру и низкую плотность, чем у насыщенного пара при том же давлении. Перегретый пар используется в основном в двигателе / ??приводе турбины, и обычно не используется для теплопередачи.

Сверхкритическая вода

Сверхкритическая вода есть вода в состоянии, которое превышает его критическую точку: 22.1MPa, 374 ° C (3208 PSIA, 705 ° F). В критической точке, скрытая теплота пара равна нулю, а его удельный объем точно такой же, будь то жидкое или газообразное состояние. Иными словами, вода, которая находится при более высоком давлении и температуре, чем критическая точка, находится в неразличимом состоянии, которое не является ни жидкостью, ни газом.

Сверхкритических вода используется для привода турбин на электростанциях, которые требуют более высокой эффективности. Исследование сверхкритической воды выполняется с акцентом на его использование в качестве жидкости, которая имеет свойства как жидкости, так и газа, и в частности о его пригодности в качестве растворителя для химических реакций.

Различные состояния Воды

Ненасыщенные воды

Это вода в ее наиболее узнаваемом состоянии. Около 70% веса человеческого тела из воды. В жидком виде вода имеет устойчивые водородные связи в молекуле воды. Ненасыщенные воды относительно компактные, плотные, и стабильные структуры.

Насыщенный пар

Насыщенные молекулы пара невидимы. Когда насыщенный пар поступает в атмосферу, будучи вентилируемый из трубопроводов, часть его конденсируется, передавая свое тепло окружающему воздуху, и образуются клубы белого пара (крошечные капельки воды). Когда пар включает в себя эти крошечные капельки, это называется влажным паром.

В паровой системе, паровые потоки, идущие от конденсатоотводчиков часто неправильно называют насыщенными парами, в то время как это на самом деле пар вторичного вскипания . Разница между ними состоит в том, что насыщенный пар невидим сразу на выходе из трубы, в то время как облако пара содержит видимые капли воды, которые мгновенно в нем образуются.

Перегретый пар

Перегретый пар не будет конденсироваться, даже если он вступает в контакт с атмосферой и на него воздействуют перепады температуры. В результате,  облака пара не образуются.

Перегретый пар сохраняет больше тепла, чем насыщенный пар при том же давлении, и движение его молекул происходит быстрее, поэтому он имеет более низкую плотность (т. е. его удельный объем больше).

Сверхкритическая вода

Хотя не возможно сказать визуальным наблюдением, это — вода в форме, которая не является ни жидкой, ни газообразной. Общее представление имеет молекулярное движение, которое является близко к тому из газа, и плотности, которая ближе к той из жидкости.

Хотя нельзя сказать, путем визуального наблюдения, это вода в какой форме, она не является ни жидкой, ни газообразной. Общее представление имеет молекулярное движение, близкое к газу, а плотность такой воды ближе к жидкости.

Вода из иного мира. Уважайте воду!

Земля — Планета, на которой живёт вода

Твоё отношение к воде

Живая и мертвая вода