Пар, вода и лёд-что это? Чем они похожи и чем различаются ? И зачем это нужно знать строителям?

Все мы учились в школе и знаем, что такое вода. Но со временем все забывается (у тех , кто что-то помнил), и сейчас я напомню всем про свойства воды, пара и льда.

               Вода – это вещество, молекула которого состоит из 2-х атомов водорода и 1-го атома кислорода.  При нормальных условиях это прозрачная жидкость без цвета, запаха и вкуса. В твердом состоянии это лед, в газообразном- водяной пар.

               Вода имеет интересные физические свойства, причиной которых является то, что атомы водорода присоединены к атому кислорода не симметрично, а образуют угол примерно 105 градусов. По этой причине молекула воды является биполярной, то есть похожа на маленький магнит. Каждая молекула как магнит взаимодействует с другими молекулами, образуя таким образом неупорядоченную структуру с минимальным расстоянием между молекулами.

При переходе в твердое состояние молекулы воды упорядочиваются, плотность воды падает, соответственно  одно и то же количество воды в твердом состоянии занимает больший объем , чем в жидком.  Т е один литр воды при замерзании превращается в 1,09литра льда, по другому- при замерзании вода увеличивается в объёме на 9 процентов. Этот процесс является очень неприятным для строителей. Полопавшиеся  трубы, разрушения фундаментов и стен-в этом большая заслуга воды, превратившейся в лед, и строителей, которые забыли про это.

При переходе в газообразное состояние все молекулы-магнитики находятся друг от друга на таком расстоянии, что они не взаимодействуют друг с другом . Такое состояние воды называется водяным паром.

Далее о паре. Пар также как вода, прозрачный. Т е мы его не видим. Но выражения «пар идет», я «парюсь перегретым паром», я «дышу паром» и подобными часто можно услышать в разговорах.

Итак, что же мы видим и чем мы паримся?

Пар невидим, но мы можем видеть место, которое он занимает. Кипящий прозрачный чайник- в поднимающихся вверх пузырях пар. А видим мы границы пузыря. Свет преломляется на границе вода-пар, и эти границы мы видим. Кстати, о кипении. Кипение- это процесс, при котором вода превращается в пар внутри воды. При этом температура воды постоянная, 100гр С при нормальном давлении. Поэтому если у вас в кастрюле кипит вода, добавив «газа», вы температуру воды не увеличите, а увеличите интенсивность кипения, т е вода быстрее выкипит. Для повышения температуры кипения при варке необходимо увеличить давление в кастрюле- именно так работает скороварка.

               А как же пар изо рта зимой? Температура воздуха, выдыхаемая зимой и летом, примерно одинаковая, и для технических расчетов принимается 37град С  и влажностью 100%. Пар, находящийся в выдыхаемом воздухе,  сразу конденсируется и превращается в мельчайшие капли воды, которые мы видим.  Красивый эффект конденсации пара зимой хорошо видно на деревьях, после резких перепадов температуры- градусов до 30 мороза. Такой же «пар» мы видим и в ультразвуковых увлажнителях, в них вода на мельчайшие капли дробится ультразвуком.

               Водяной пар является составной частью воздуха.  В состав воздуха входят азот-78%, кислород-21% и 1% других газов-аргон, углекислый газ и т д. В этом воздухе и растворяется водяной пар.  Растворимость зависит от температуры (давление считаем нормальным). Чем выше температура, тем больше пара может в ней находиться. Масса находящегося водяного пара в 1-м кубическом метре воздухе называется абсолютной  влажностью воздуха.  В воздухе не может находиться сколь угодно водяного пара. Для каждой температуры есть максимальное значение  абсолютной влажности. Достигнув максимального значения абсолютной влажности, водяной пар начинает конденсироваться, т е превращаться в воду. Есть также показатель относительной влажности воздуха, который  определяется как отношение текущего к максимальному значению абсолютной влажности при определенной температуре воздуха. Про влажность воздуха будет отдельная статья, так как этот показатель очень важен  и применяется для расчетов, связанных с конденсацией пара.

               Про баню будет много отдельных статей, на понятно, что в бане мы дышим воздухом, а не паром. Что касается «перегретого» пара, то это чисто технический термин.  Перегретый пар используется для работы в паровых турбинах- и это именно пар, а не воздух, в котором содержание пара не превышает абсолютных значений.