bądź rozprężanie) nie pociąga za sobą zmiany ciśnienia (a-b na rys. 5.2). Zmianyp; zności pary nasyconej związane są natomiast z temperaturą: im wyższa tempera^ tym większa prężność nasyconej paty wodnej (tab. 5.6). Zależność ta oznacza, żcp^ spadku temperatury w powietrzu, zawierającym nasyconą parę wodną, jej prężność (jJ stuść) maleje, a część pan (jej „nadmiar”) ulega kondensacji. Natomiast wzrost tempe. ranny powietrza z nasyconą parą wodną powoduje, że para ta zmienia się w parę nienj. syconą (łnr na rys. 5.2), która zachowuje się tak, jak inne gazy - jej ciśnienie maleje rozprężaniu, a wzrasta przy sprężaniu (e-c na rys. 5.2). Podobnie zachowuje się nasycona para wodna nad powierzchnią lodu, jednakże w tym przypadku, prężność nasycone,-pary wodnej względem lodu jest nieco niższa od prężności względem przechiodzonej; wody. Różnice między prężnością pary nasyconej względem wody i względem lodu osiągają maksimum w temperaturze około -12°C (tab. 5.6, rys. 5.3).
Rys. 5.3. Prężność pary nasyconej E w zakresie od temperatury T nad płaską powierzchnią czystej wody i nad lodem (linia przerywana); Tj - temperatura punktu rosy dla prężności e — x (wg White a i in, 1992)
Prężność pary nasyconej zależy ponadto od kształtu powierzchni wody. Zwykle | określa się prężność pary nasyconej względem płaskiej powierzchni wody. W atmosferze jednak występują kropelki wody o mniejszej (duże krople) łub większej krzywiźnie (małe kropelki), a prężność pary nasyconej - względem tych kropelek, w danej temperaturze - jest większa od prężności nad płaską powierzchnią wody i rośnie wraz z wielkością tej krzywizny. Inaczej mówiąc, prężność wzrasta przy malejącym promieniu krzywizny powierzchni wodnej, lub prościej - jest niższa nad dużymi kroplami niż nad małymi kropelkami (tab. 5.7 i 5.8). Prężność pary nasyconej zależy od tego, czy kropelki są „czystą wodą”, czy też roztworem wodnym. Przy powierzchni roztworu (np. soli) prężność pary nasyconej jest mniejsza niż przy powierzchni czystej wody.
Krzywizna kropli i koncentracja roztworu wzajemnie wpływają na prężność pary nasyconej: w parującej, a więc zmniejszającej się kropli, wzrasta koncentracja roztworu, natomiast powiększanie się kropli przy stałej zawartości substancji rozpuszczonej powoduje spadek koncentracji roztworu. Oddziaływania te nie równoważą się. Przy większych promieniach kropli dominuje wpływ krzywizny, przy małych kropelkach
większy wpływ ma koncentracja roztworu wodnego. Przechodząc od większych do mniejszych kropli, obserwuje się najpierw przyrost prężności, a następnie szybki jej spadek (rys. 5.4).
Zróżnicowanie prężności pary nasyconej w zależności od krzywizny kropli wody, stanu skupienia wody i stężenia roztworu wodnego sprawia, że zawarta w powietrzu o danej temperaturze para może być zarazem parą nasyconą i nienasyconą. Ta pozorna sprzeczność ujawnia tylko względny charakter nasycenia. W powietrzu, w którym znajduje się para nasycona względem płaskiej powierzchni czystej wody, małe kropelki znajdują się w rzeczywistości w otoczeniu pary nienasyconej (bowiem E0 < Er), kropelki roztworu natomiast w otoczeniu pary przesyconej (£0 > Es). Małe kropelki parują, a na kroplach roztworu następuje kondensacja pary wodnej. Podobnie kondensacja może
Tab. 5.6. Gęstość (g/mJ) i prężność (hPa) nasyconej pary wodnej na płaską powierzchnią czystej wody i nad lodem w zależności od temperatury (wg Sedunowa i in., 1991)
GęstOŚĆ |
Prężność | |||
i empcraiura ^ L) |
woda |
lód |
woda |
lód |
-40 |
0,17 |
0,12 |
0,19 |
0,13 |
i u o |
0,51 |
0,38 | ||
-20 |
1,07 |
0,88 |
1,25 |
1,03 |
-12 |
1,80 |
2,44 |
2,17 | |
-10 |
2£6 |
2,60 | ||
0 |
4,84 |
4,84 |
6,11 |
6,11 |
10 |
10,39 |
12^7 | ||
20 |
17,27 |
23,37 | ||
30 |
42,43 |
1_ |