饱和水气压的计算
饱和水蒸气分压计算

饱和水蒸气分压计算
首先,需要了解水蒸气的特性。
根据水蒸气分子间的相互作用力,可以选择不同的公式来计算饱和水蒸气分压。
其中比较常用的方法有饱和水蒸气分压弗兰克-克尔文公式、饱和水蒸气分压安托万公式等。
以饱和水蒸气分压弗兰克-克尔文公式为例,公式表达为:
Ps=A某e某p(B某T/(T-C))
其中,Ps为饱和水蒸气分压,A、B、C为常数,T为温度。
常数A、B、C可以通过实验数据进行拟合得出。
在大气科学中,常用的参数值为A=611Pa,B=17.27,C=237.3℃。
在计算过程中,需要注意温度单位的一致性。
通常情况下,温度单位为摄氏度,如果给定的温度单位为其他单位,则需要进行转换。
另外,饱和水蒸气分压的计算还受到环境条件的影响,例如海拔高度等。
如果在山区等高海拔地区进行计算,还需考虑气压对饱和水蒸气分压的影响。
总的来说,饱和水蒸气分压计算是一项重要的热力学问题,涉及到多个参数和公式的运用。
在实际计算中,需要根据具体的情况选择合适的公式,确保温度单位的一致性,并对环境条件进行适当的考虑。
水的沸点℃和大气压对照

水的沸点℃和大气压(MPa) 的关系100 → 1.0009 120 → 1.9608 121 → 2.0237MPa 兆帕1MPa=10公斤/平方厘米0.1Mpa饱和蒸汽温度为99.1度,0.2Mpa饱和蒸汽温度为119.6度,如果需要的温度必须是121度,则蒸汽压力应该是2.03kg/m2高压锅显示的一般是表压力。
(正常时压力为零)压力表显示0.1MPa时饱和温度为120.1℃。
(121摄氏度时0.2049MPa,压力表显示0.1049MPa)楼上说的是绝对压力,后面的单位应该是MPa,不应该用公斤力。
高压锅的蒸汽温度及压力是大约表压0.12Mpa工程热力学给出100kPa“饱和蒸汽”对应的理论温度为120摄氏度压力和温度是成一定比例关系的,压力越大,温度越高;不同的食物需要不同的烹饪火候,有些食物在高压高温下会破坏内部组织,导致营养成份损失。
不能调压的电压力锅,所有的食物都只能在高压下烹饪下高压锅内的水蒸气温度要看高压锅的压力值是多上少。
水,沸点随压强增大而增大。
高压锅内的沸水的温度一般在120摄氏度左右。
108摄氏度,这是初二物理课本知识。
温度从110到122度不等。
海平面是100摄氏度,高海拔地区看海拔高度定低于100摄氏度。
高压下的沸水,那么看锅的压强多大了。
气压=2atm时,温度为120摄氏度1、不能超过2个大气压,温度不会超过120摄氏度否则很危险2、如果你有意把安全装置改变,想提高温度,将泄压装置加重,最多可以烧的8个大气压,这个时侯温度就可以达到160摄氏度以上了,一般的压力锅,会有明显的变形,很危险的!!不能反复这样操作!!根据压力不同而不同的,一般110摄氏度。
工程热力学给出100kPa“饱和蒸汽”对应的理论温度为120摄氏度(单位:焓为kJ/kg,压力P为MPa,温度t为℃)压力P 温度t 焓压力P 温度t 焓压力P 温度t 焓0.0010 6.982 2513.8 0.18 116.93 2702.1 2.60 226.03 2801.20.0020 17.511 2533.2 0.20 120.23 2706.9 2.80 230.04 2801.70.0030 24.098 2545.2 0.25 127.43 2717.2 3.00 233.84 2801.90.0040 28.981 2554.1 0.35 138.88 2732.5 3.50 242.54 2801.30.0050 32.90 2561.2 0.40 143.62 2738.5 4.00 250.33 2799.40.0060 36.18 2567.1 0.45 147.92 2743.8 5.00 263.92 2792.80.0070 39.02 2572.2 0.50 151.85 2748.5 6.00 275.56 2783.30.0080 41.53 2576.7 0.60 158.84 2756.4 7.00 285.80 2771.40.0090 43.79 2580.8 0.70 164.96 2762.9 8.00 294.98 2757.50.010 45.83 2584.4 0.80 170.42 2768.4 9.00 303.31 2741.80.015 54.00 2598.9 0.90 175.36 2773.0 10.0 310.96 2724.40.020 60.09 2609.6 1.00 179.88 2777.0 11.0 318.04 2705.40.025 64.99 2618.1 1.10 184.06 2780.4 12.0 324.64 2684.80.030 69.12 2624.3 1.200 187.96 2783.4 13.0 330.81 2662.40.040 75.89 2636.8 1.30 191.60 2786.0 15.0 342.12 2611.60.050 81.35 2645.0 1.40 195.04 2788.4 16.0 347.32 2582.70.060 85.95 2653.6 1.50 198.28 2790.4 17.0 352.26 2550.80.070 89.98 2660.2 1.60 201.37 2792.2 18.0 356.96 2514.40.080 93.51 2666.0 1.70 204.30 2793.8 19.0 361.44 2470.10.090 96.712671.1 1.80 207.10 2795.1 20.0 365.71 2413.80.10 99.63 2675.7 1.90 209.79 2796.4 21.0 369.79 2340.20.12 104.81 2683.8 2.00 212.37 2797.4 22.0 373.68 2192.50.14 109.32 2690.8 2.20 217.24 2799.10.16 113.32 2696.8 2.40 221.78 2800.4。
烟气中含水率的计算公式

烟气中含水率的计算公式烟气中的含水率是指烟气中水蒸气的含量,通常用相对湿度来表示。
烟气中的水蒸气含量对于许多工业过程和环境监测来说都是非常重要的。
因此,准确地计算烟气中的含水率对于工业生产和环境保护都是至关重要的。
烟气中含水率的计算公式可以通过以下步骤来推导和应用:步骤一,测量烟气中的温度和相对湿度。
首先,需要测量烟气中的温度和相对湿度。
通常可以使用温度计和湿度计来进行测量。
温度的测量可以直接通过温度计来进行,而相对湿度的测量则需要使用湿度计来进行。
步骤二,计算饱和水蒸气压。
一旦得到了烟气中的温度和相对湿度,就可以利用这些数据来计算饱和水蒸气压。
饱和水蒸气压是指在一定温度下,水蒸气达到饱和状态时的压力。
可以使用饱和水蒸气压的计算公式来进行计算:\[P_s = 6.11 \times 10^{\left(\frac{7.5T}{237.3+T}\right)}\]其中,\(P_s\)表示饱和水蒸气压,单位为千帕(kPa),\(T\)表示烟气的温度,单位为摄氏度(℃)。
步骤三,计算实际水蒸气压。
一旦得到了饱和水蒸气压,就可以利用相对湿度来计算实际水蒸气压。
实际水蒸气压是指在一定温度下,烟气中实际含有的水蒸气压力。
可以使用实际水蒸气压的计算公式来进行计算:\[P = \frac{RH}{100} \times P_s\]其中,\(P\)表示实际水蒸气压,单位为千帕(kPa),\(RH\)表示相对湿度,单位为百分比(%),\(P_s\)表示饱和水蒸气压,单位为千帕(kPa)。
步骤四,计算含水率。
最后,可以利用实际水蒸气压来计算烟气中的含水率。
含水率是指单位体积烟气中所含水蒸气的质量。
可以使用含水率的计算公式来进行计算:\[H = \frac{0.622 \times P}{P_a P}\]其中,\(H\)表示含水率,单位为克/立方米(g/m³),\(P\)表示实际水蒸气压,单位为千帕(kPa),\(P_a\)表示大气压,单位为千帕(kPa)。
水汽压的计算公式详列(全)

问题: 二者差 异大的 原因
饱和水汽压公式计算结果对比
绝对湿度(a):大气中所存在的水汽密度,即包含在 3空气中 大气中所存在的水汽密度,即包含在1m 绝对湿度
水汽的克数(g/m3)。 水汽的克数 。
计算公式: 计算公式:
a = 0 .8 ×
1+α ×t
ea
1 式中: 是实际水汽压(hPa);t是气温 ℃); = 是气温(℃ ;α 式中:ea是实际水汽压 ; 是气温 273.15
几种计算饱和水汽压公式的比较分析
曹富强
2011.ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ.6
饱和水汽压(saturation 饱和水汽压(saturation vapor pressure )
定义: 一定的温度和气压下,湿空气达到饱和时的水汽压。 定义: 一定的温度和气压下,湿空气达到饱和时的水汽压。
计算公式
戈夫(Goff-Gratch)方程 方程: 戈夫-格 雷 奇(Goff-Gratch)方程:
ea e0 (T ) = 100 × RH
式中: 是实际水汽压; 是饱和水汽压。 式中:ea是实际水汽压;e0(T)是饱和水汽压。 是饱和水汽压
结果: 结果:公式计算和定义反算的饱和水汽压差异很
大,变化趋势相似
4 3.5 3 2.5 2 1.5 1 0.5 1 5 9 13 17 21 25 29 33 37 41 45 定义反算 Wexler Magnus 改进的Magnus Goff-Gratch
注:基于纯水平液面
计算公式
马格那斯(Magnus)经验公式: 马格那斯(Magnus)经验公式: (Magnus)经验公式
=6.11和hPa; 是当时的水面温度。 马氏取E0=6.11和hPa;t是当时的水面温度。 改进的马格那斯(Magnus) 公式: 改进的马格那斯(Magnus) 公式:
水的饱和蒸气压计算

水的饱和蒸气压计算
饱和蒸气压是指在一定温度下,水所能达到的最大蒸气压。
在理想情况下,当水表面没有任何外力作用时,水分子会不断地从水中跃出,形成水蒸气,这个过程我们称之为蒸发。
当气压恰好等于水凝结为液态时所产生的蒸气压力时,水分子的跃出和回归达到了平衡,此时水所产生的压力即为饱和蒸气压。
计算饱和蒸气压的公式是麦克劳林-克劳修斯(McLaughlin-Clausius)公式:
log(P/P0) = -(ΔHvap/R) × (1/T - 1/T0)
其中,P表示饱和蒸气压,Pa(帕斯卡)为单位;P0表示标准大气压,即101325 Pa;R为气体常数(8.314 J/mol/K);ΔHvap是水的汽化热,单位为J/mol;T和T0分别为温度,单位为K。
该公式的原理是利用了基于thermodynamic第三法则的Gibbs-Helmholtz关系,即:
d(ΔG/T)/dT = -(ΔH/T²)
在不同温度下用该公式计算出的饱和蒸气压可用于许多应用,例如气象学、材料科学、环境科学等等。
同样的,该公式同样适用于计算其他液体的蒸气压,只需要选择合适的ΔHvap值即可。
例如,在20℃下的饱和蒸气压可以通过该公式计算得出:
log(P/101325) = -(40.657 J/mol/8.314 J/mol/K) ×
(1/293.15 K - 1/273.15 K) = -7.732
因此,P/101325 = 10^-7.732,即P = 2339 Pa
以上就是关于如何计算水的饱和蒸气压的简要介绍,希望对大家有所帮助。
饱和水和饱和水蒸气热力性质表(按压力排列)

工程上人们近似的取1MPa=10kg/cm2
1MPa=1000KPa=100m水柱
也等于工程上常用的10公斤水压
千克力每平方厘米lat,kgf/cm2 1kgf/cm2=98066.5Pa
千克力每平方米kgf/m2 1kgf/m2=9.80665Pa
吨力每平方米tf/m2 1tf/m2=9806.65Pa
0.70
164.983
0.0011079
0.27281
697.32
2763.29
2066.0
1.9925
6.7079
0.80
170.444
0.0011148
0.24037
721.20
2768.86
2047.7
2.0464
6.6625
0.90
175.389
0.0011212
0.21491
742.90
2773.59
0.18
116.941
0.0010576
0.97767
490.76
2701.69
2210.9
1.4946
7.1623
0.20
120.240
0.0010605
0.88585
504.78
2706.53
2201.7
1.5303
7.1272
0.25
127.444
0.0010672
0.71879
535.47
2716-83
289.26
2624.56
2335.3
0.9440
7.7671
0.040
75.8720
0.0010264
(完整版)饱和气压

饱和汽和饱和气压什么是饱和汽到达动态平衡的关键是什么饱和汽的压强由什么决定什么是露点巩固练习1一汽缸的初始体积为V0,其中盛有2mol的空气和少量的水(水的体积可以忽略).平衡时气体的总压强是3.0atm,经做等温膨胀后使其体积加倍,在膨胀结束时,其中的水刚好全部消失,此时的总压强为2.0atm.若让其继续作等温膨胀,使体积再次加倍.试计算此时:(1)汽缸中气体的温度;(2)汽缸中水蒸气的摩尔数;(3)汽缸中气体的总压强.假定空气和水蒸气均可以当作理想气体处理.2在活塞下体积为V=1m3的汽缸内,盛有质量m l=286g、温度t=30℃的氮气和饱和水蒸气的混合物.当体积等温减小到原来的1/3时,被凝结的蒸气质量 m和压缩前混合物的压强p各是多少?(已知水的摩尔质量M l=1.8×10-2kg·mol-1,氮的摩尔质量M2=2.8×10-2 kg·mol-1,在温度t=30℃时,水的饱和汽压p1=4.2×103Pa)3室内气温为20℃,露点为5℃.已知20℃时的饱和汽压为2333Pa,5℃时的饱和汽压为872Pa.求:(1)相对湿度;(2)水汽的密度.4当某一部分湿空气体积压缩到原来的1/4时,它的压强增加到原来的3倍;若把它的体积再压缩1/2时,其压强增大为初始压强的5倍.若压缩过程中保持温度不变,求湿空气在开始时的相对湿度是多少?5将气温为27℃、相对湿度为75%的空气装入25L的容器中,当整个容器的温度降到0℃时会凝结多少水蒸气?(设水的饱和蒸气压在27℃时为26.7mmHg,在0℃时是4.6mmHg)6盛在瓷盘中的水在空气的相对湿度为η1=50%的条件下,经过t1=40min蒸发完,在空气的相对湿度为η2=80%的情况下,经过多少时间可以蒸发完?设蒸发的速度与相对速度成反比7一密闭气缸内装有空气,平衡状态下缸底有极少量的水,如图所示.缸内气体温度为T,气体体积为V1,压强P1=2.0atm.现将活塞缓慢下压,并保持缸内温度不变,当气体体积减小到V2=0.5V1时,压强变为p2=3.0 atm,求温度T的值8图表示在10~30℃范围内水的饱和蒸汽压曲线.现将温度27℃、压强760 mmHg、相对湿度80%的空气封闭在容器中,将它逐渐冷却,试问(1)冷却到12℃时,容器内空气压强多少?(2)温度降到多少摄氏度开始有水凝结?这时纯空气和水蒸气的压强各为多少?9在一个横截面积为S 的密闭容器中,有一个质量为M 的活塞把容器隔成Ⅰ、Ⅱ两室,Ⅰ室中为饱和水蒸气,Ⅱ室中有质量为m 的氮气,活塞可在容器中无摩擦地滑动.原来容器被水平地放置在桌面上,活塞处于平衡时,活塞两边气体的温度均为T 0=373 K ,压强同为p 0,如图所示.今将整个容器缓慢地转到图所示位置.两室内温度仍是T 0,有少量水蒸气液化成水.已知水的汽化热为L ,水蒸气和氮气的摩尔质量分别为μ1和μ2.求整个过程中,Ⅰ室内的系统与外界交换的热量.10在如图决16-1所示的装置中,上下两个容器和连接它们的细长管都是用热容量很小的良导热体做成的,管长为l ,K 为阀门,整个装置与外界绝热。
水的饱和蒸汽压与温度对应表(生活知识)

水的饱和蒸汽压与温度对应表一、水的饱和蒸汽压与温度的关系蒸汽压是一定外界条件下,液体中的液态分子会蒸发为气态分子,同时气态分子也会撞击液面回归液态。
这是单组分系统发生的两相变化,一定时间后,即可达到平衡。
平衡时,气态分子含量达到最大值,这些气态分子对液体产生的压强称为蒸气压。
水的表面就有水蒸气压,当水的蒸气压达到水面上的气体总压的时候,水就沸腾。
我们通常看到水烧开,就是在100摄氏度时水的蒸气压等于一个大气压。
蒸气压随温度变化而变化,温度越高,蒸气压越大,当然还和液体种类有关。
一定的温度下,与同种物质的液态(或固态)处于平衡状态的蒸气所产生的压强叫饱和蒸气压,它随温度升高而增加。
如:放在杯子里的水,会因不断蒸发变得愈来愈少。
如果把纯水放在一个密闭的容器里,并抽走上方的空气。
当水不断蒸发时,水面上方气相的压力,即水的蒸气所具有的压力就不断增加。
但是,当温度一定时,气相压力最终将稳定在一个固定的数值上,这时的气相压力称为水在该温度下的饱和蒸气压力。
当气相压力的数值达到饱和蒸气压力的数值时,液相的水分子仍然不断地气化,气相的水分子也不断地冷凝成液体,只是由于水的气化速度等于水蒸气的冷凝速度,液体量才没有减少,气体量也没有增加,液体和气体达到平衡状态。
所以,液态纯物质蒸气所具有的压力为其饱和蒸气压力时,气液两相即达到了相平衡。
饱和蒸气压是物质的一个重要性质,它的大小取决于物质的本性和温度。
饱和蒸气压越大,表示该物质越容易挥发。
二、水的饱和蒸汽压与温度对应表水的饱和蒸汽压与温度对应表温度℃饱和蒸气压kPa 温度℃饱和蒸气压kPa 温度℃饱和蒸气压kPa0 0.61129 125 232.01 250 3973.61 0.65716 126 239.24 251 4041.22 0.70605 127 246.66 252 4109.63 0.75813 128 254.25 253 4178.94 0.81359 129 262.04 254 4249.15 0.8726 130 270.02 255 4320.26 0.93537 131 278.2 256 4392.27 1.0021 132 286.57 257 4465.18 1.073 133 295.15 258 45399 1.1482 134 303.93 259 4613.710 1.2281 135 312.93 260 4689.411 1.3129 136 322.14 261 4766.112 1.4027 137 331.57 262 4843.713 1.4979 138 341.22 263 4922.314 1.5988 139 351.09 264 5001.815 1.7056 140 361.19 265 5082.316 1.8185 141 371.53 266 5163.817 1.938 142 382.11 267 5246.318 2.0644 143 392.92 268 5329.819 2.1978 144 403.98 269 5414.320 2.3388 145 415.29 270 5499.921 2.4877 146 426.85 271 5586.422 2.6447 147 438.67 272 5674.023 2.8104 148 450.75 273 5762.724 2.9850 149 463.10 274 5852.425 3.1690 150 475.72 275 5943.126 3.3629 151 488.61 276 6035.027 3.5670 152 501.78 277 6127.928 3.7818 153 515.23 278 6221.929 4.0078 154 528.96 279 6317.230 4.2455 155 542.99 280 6413.231 4.4953 156 557.32 281 6510.532 4.7578 157 571.94 282 6608.933 5.0335 158 586.87 283 6708.534 5.3229 159 602.11 284 6809.235 5.6267 160 617.66 285 6911.136 5.9453 161 633.53 286 7014.137 6.2795 162 649.73 287 7118.338 6.6298 163 666.25 288 7223.739 6.9969 164 683.10 289 7330.240 7.3814 165 700.29 290 7438.041 7.7840 166 717.83 291 7547.042 8.2054 167 735.70 292 7657.243 8.6463 168 753.94 293 7768.644 9.1075 169 772.52 294 7881.345 9.5898 170 791.47 295 7995.246 10.094 171 810.78 296 8110.347 10.62 172 830.47 297 8226.848 11.171 173 850.53 298 8344.549 11.745 174 870.98 299 8463.550 12.344 175 891.80 300 8583.851 12.97 176 913.03 301 8705.452 13.623 177 934.64 302 8828.353 14.303 178 956.66 303 8952.654 15.012 179 979.09 304 9078.255 15.752 180 1001.9 305 9205.156 16.522 181 1025.2 306 9333.457 17.324 182 1048.9 307 9463.158 18.159 183 1073 308 9594.259 19.028 184 1097.5 309 9726.760 19.932 185 1122.5 310 9860.561 20.873 186 1147.9 311 9995.862 21.851 187 1173.8 312 1013363 22.868 188 1200.1 313 1027164 23.925 189 1226.1 314 1041065 25.022 190 1254.2 315 1055166 26.163 191 1281.9 316 1069467 27.347 192 1310.1 317 1083868 28.576 193 1338.8 318 1098469 29.852 194 1368.0 319 1113170 31.176 195 1397.6 320 1127971 32.549 196 1427.8 321 1142972 33.972 197 1458.5 322 1158173 35.448 198 1489.7 323 1173474 36.978 199 1521.4 324 1188975 38.563 200 1553.6 325 1204676 40.205 201 1568.4 326 1220477 41.905 202 1619.7 327 1236478 43.665 203 1653.6 328 1252579 45.487 204 1688.0 329 1268880 47.373 205 1722.9 330 1285281 49.324 206 1758.4 331 1301982 51.342 207 1794.5 332 1318783 53.428 208 1831.1 333 1335784 55.585 209 1868.4 334 1352885 57.815 210 1906.2 335 1370186 60.119 211 1944.6 336 1387687 62.499 212 1983.6 337 1405388 64.958 213 2023.2 338 1423289 67.496 214 2063.4 339 1441290 70.117 215 2104.2 340 1459491 72.823 216 2145.7 341 1477892 75.614 217 2187.8 342 1496493 78.494 218 2230.5 343 1515294 81.465 219 2273.8 344 1534295 84.529 220 2317.8 345 1553396 87.688 221 2362.5 346 1572797 90.945 222 2407.8 347 1592298 94.301 223 2453.8 348 1612099 97.759 224 2500.5 349 16320 100 101.32 225 2547.9 350 16521 101 104.99 226 2595.9 351 16825 102 108.77 227 2644.6 352 16932 103 112.66 228 2694.1 353 17138 104 116.67 229 2744.2 354 17348 105 120.79 230 2795.1 355 17561 106 125.03 231 2846.7 356 17775 107 129.39 232 2899.0 357 17992 108 133.88 233 2952.1 358 18211 109 138.50 234 3005.9 359 18432 110 143.24 235 3060.4 360 18655 111 1148.12 236 3115.7 361 18881112 153.13 237 3171.8 362 19110 113 158.29 238 3288.6 363 19340 114 163.58 239 3286.3 364 19574 115 169.02 240 3344.7 365 19809 116 174.61 241 3403.9 366 20048 117 180.34 242 3463.9 367 20289 118 186.23 243 3524.7 368 20533 119 192.28 244 3586.3 369 20780 120 198.48 245 3648.8 370 21030 121 204.85 246 3712.1 371 21286 122 211.38 247 3776.2 372 21539 123 218.09 248 3841.2 373 21803 124 224.96 249 3907.0 - - 三、水的饱和蒸汽压与温度的换算公式当10℃≤T≤168℃时,采用安托尼方程计算:lgP=7.07406-(1657.46/(T+227.02))式中:P——水在T温度时的饱和蒸汽压,kPa;T——水的温度,℃四、水的饱和蒸汽压曲线。
饱和水蒸汽的压力与温度的关系

S=(0.1~0.2)S 罗 (l/s)
11、漏率:
Q 漏=V(P2-P1)/(t2-t1)
Q 漏-系统漏率(mmHg·l/s)
V-系统容积(l)
P1-真空泵停止时系统中压强(mmHg)
P2-真空室经过时间 t 后达到的压强(mmHg)
t-压强从 P1 升到 P2 经过的时间(s)
12、粗抽泵的抽速选择:
82
84
86
88
90
92
94
96
98
100
0.05133 0.05557 0.06011 0.06495 0.07011 0.07561 0.08146 0.08769 0.09430 0.10133
0.05000 0.04576 0.04122 0.03638 0.03122 0.02572 0.01987 0.01364 0.00703 0
初步选定了泵的类型之后,对于真空泵,还要根据系统所需的气量来选用泵的型号。 关于真空泵的抽速选择及抽气时间计算可参照我公司网页.
面对各种型式的水环式真空泵及压缩机,我们特将其各自特点收集如下,以利于用户选型
代号
主要特点
极限真空 度 mmHg
工作真空度 mmHg
抽速范围 m3/min
密封形式
国内设计单级水环真空泵,结构简单、维修方便。目前国内主
16、O 型橡胶槽深 B=0.7D
D 为橡胶直径,槽宽 C=1.6B
17、方形橡胶槽深 B=0.8A A 为方形橡胶边长,槽宽 C=1.67B
选用真空泵时,需要注意下列事项:
1、真空泵的工作压强应该满足真空设备的极限真空及工作压强要求。如:真空镀膜要求 1×10-5mmHg 的真空度,选用 的真空泵的真空度至少要 5×10-6mmHg。通常选择泵的真空度要高于真空设备真空度半个到一个数量级。
001一些表示空气湿度的物理量

第一篇 一些基础物理量第1章 一些表示空气湿度的物理量§1.1 饱和水气压§1.1.1 克劳修斯-克拉贝龙方程1. 水面和水汽的动态平衡假定有一封闭的绝热容器,内装有一部分水,如图1.1.1。
水体表面层内的分子处于动乱状态:其中有的离开水面成为水汽分子,有的水汽分子撞击水面,并被水面吸附。
这样,凝结和蒸发便同时发生。
在给定的某一温度条件下,当凝结和蒸发达到同一速率时,将处于动态平衡状态。
此时空气和水汽的温度等于液水的温度,而且没有水分子从一个相态区转移到另一相态区去的净变化。
液面上方就称为处于水汽饱和状态,这种情况下的水汽分压强就称为饱和水汽压。
2. 克劳修斯-克拉贝龙方程人们发现饱和水汽压仅与温度有关,这种函数关系可用一个重要的微分方程(克劳修斯-克拉贝龙方程)来描述,下面将根据盛裴轩等编著的《大气物理学》(2003)介绍这个微分方程。
图1.1.1 水汽与水面处于平衡状态示意图根据热力学理论,当水汽和水两相平衡时,必须满足热平衡条件、力学平衡条件和相变平衡条件:),(),(212121p T p T p p p TT T μμ===== (1.1.1)式(1.1.1)不但给出了两相平衡共存时压强和温度的关系,它也是描述相图中相平衡曲线的方程式。
其中μ表示mol 1(或g 1)物质的吉布斯函数(通常称为化学势),余为惯用符号。
上述盛裴轩等编著的教科书中利用相平衡曲线上两相化学势相等的性质推导出了克拉贝龙-克劳修斯方程:2TR e L dT de v sv s = (1.1.2) 式中v L 是汽化热,s e 为饱和水汽压,余为惯用符号。
式(1.1.2)是由克拉贝龙(Clapeyron)首先得到,并由克劳修斯(Clausius)用热力学理论导出的,所以叫克拉贝龙-克劳修斯方程。
应指出,此方程适用于平液面,而在讨论云、雨滴等的相变过程时必须考虑曲液面的影响。
§1.1.2 由克劳修斯-克拉贝龙方程导出的饱和水汽压(E 或e*或e s )表达式考虑到2)1(TdT T d -=,并将v L 简写为L ,则式(1.1.2)变化为: )1(Td R Le de v s s -= , )1(ln T d R L e d v s -= (1.1.3) 如果把潜热L 看成是常数,可对方程式(1.1.3)从),(0T e so 积分到),(T e s ,进而得到:)11(ln 00TT R L e e v s s -= (1.1.4) 式(1.1.4)中0s e 是0T 时的饱和水汽压,在式中它是积分常数,可由实验或由另外的假设来确定。
不同情形下温度低于0℃时饱和水汽压的计算

不同情形下温度低于0℃时饱和水汽压的计算李薇; 谷笑楠; 胡靖彪; 王超群; 齐颖; 汪晓梅【期刊名称】《《气象科技进展》》【年(卷),期】2019(009)006【总页数】4页(P82-85)【关键词】饱和水汽压; 大气可降水量; 异质核化; 饱和比【作者】李薇; 谷笑楠; 胡靖彪; 王超群; 齐颖; 汪晓梅【作者单位】吉林省人工影响天气办公室长春 130062【正文语种】中文0 引言饱和水汽压是计算空气绝对湿度、相对湿度、露点、比湿等大气湿度要素的基础。
其计算公式繁多[1-4]。
其中,Goff-Gratch公式是世界气象组织(WMO)1966年建议采用的饱和水汽压计算公式。
针对这些公式,董双林等[5]和罗丽等[6]进行了分析,张志富等[7]进行了露点温度计算的对比分析和探讨。
这些研究都是对不同的饱和水汽压经验公式的对比分析,而对于温度低于0℃时如何合理地应用相对于水面和冰面的饱和水汽压公式来计算和讨论水汽压相关问题的研究所见不多。
而低温时饱和水汽压的计算至关重要,因为如果在温度低于0 ℃时就武断地应用冰面饱和水汽压公式,其计算结果和物理意义可能会存在偏差。
本文利用长春站的探空资料,采用Magnus公式,通过理论分析和实例计算,讨论了在计算大气可降水量和研讨云微物理问题时,如何合理地应用相对于水面和冰面饱和水汽压公式,以期有助于对涉及大气可降水量和云降水粒子形成、增长机制相关问题的理解和研究。
1 计算大气可降水量时饱和水汽压公式的选用1.1 大气可降水量计算方法大气可降水量(Precipitable Water,PW),它表示单位面积垂直大气柱内所包含的水汽总量,也就是假如垂直气柱内的水汽全部凝结降落,那么在气柱底面上所聚积的液态水深度。
其计算公式为:式中,W是大气可降水量,单位mm;ρ是液态水密度,单位是g·cm-3;g是重力加速度,单位m·s-2;p0、pz分别是地面和z高度处气压值,单位hPa;q是比湿,单位g·kg-1。
几种水汽压的计算公式

100
ea RH
式中:ea是实际水汽压;e0(T)是饱和水汽压。
结果:公式计算和定义反算的饱和水汽压差异很
大,变化趋势相似
4.00
定义反算 3.50
Wexler
3.00
Magnus
2.50
改进的Magnus
Goff-Gratch 2.00
1.50
1.00
0.50
1
5
9
13
17
21
25
29
33
37
马氏取E0=6.11和hPa;t是当时的水面温 度。 ➢改进的马格那斯(Magnus) 公式:
计算公式
➢Wexler公式:
根据相对湿度定义推算
相对湿度(RH)定义:在同一温度下实际水汽压与饱和水汽压的比
值,以百分数表示。表达式如下:
RH 100 ea e0 (T )
由上式可得:
e0
(T
)
41
45
饱和水汽压公式计算结果对比
问题: 二者差 异大的 原因
绝对湿度(a):大气中所存在的水汽密度,即包含在1m3空气中
水汽的克数(g/m3)。
计算公式: a 0.8 ea
1 t
式中:ea是实际水汽压(hPa);t是气温(℃);
1 273.15
由上式可推导出公式:
a (1 t)
几种计算饱和水汽压公式的比较分析
曹富强 2011.4.6
饱和水汽压(saturation vapor pressure )
定义: 一定的温度和气压下,湿空气达到饱和时的水汽压。
计算公式
➢戈夫-格 雷 奇(Goff-Gratch)方程:
饱和水气压计算

饱和水气压计算
<u>饱和水气压在建筑中的应用</u>
水气压是在特定容器内水介质和气乐介质中相对压强之差,水气压分为饱和水
气压和非饱和水气压。
饱和水气压又称为沸点水气压,是指水以定温时气体泡点水位所产生的气水压强差。
在建筑领域,饱和水气压具有重要的应用。
首先,饱和水气压可以用于空气湿度的测量。
空气湿度的测量中,用到的重要
参数就是饱和水气压。
当湿度被测量出来之后,就可以根据湿度大小,分析出该空间内的湿润程度,以及是否需要进行除湿处理,以使建筑物的使用状况更加利于人们的健康。
其次,饱和水气压也可以用于施工过程中的膨润土的干燥处理。
由于膨润土包
含的气泡体积相对较大,因此,其完全干燥的过程中,需要考虑饱和水气压的因素,以确保最终的干燥过程完全稳定。
进行的干燥过程中,水汽会按照延迟势均衡状况,透过膨润土表面进行蒸发,因此,了解饱和水气压,就可以推断膨润土表面水分挥发情况,估算膨润土表面湿度含量,便于施工过程中的膨润土干燥处理。
再者,饱和水气压也是建设中温控系统设计的要素之一。
温度调节的系统需要
考虑的一个重要环节就是饱和吸湿阶段,它是指出温度已经达到饱和状态,进入湿气的升温滞后期,因此,系统的设计就要把饱和水气压的应用考虑在内,以便系统的运行能够更稳定有效。
<u>综上所述,饱和水气压在建筑领域中有着重要的应用,可以用于建筑空气
湿度的测量,施工过程中膨润土的干燥处理及温控系统设计中的考虑等。
</u>。
饱和水气压计算公式中常数为

饱和水气压计算公式中常数为
饱和水气压的计算公式可以使用饱和水蒸气压公式来表示,该公式通常写作:
E = A exp(B T / (T + C))。
其中E代表饱和水气压,T代表温度(单位为摄氏度),exp表示自然对数的底数e的指数函数,A、B和C为常数。
常数A、B和C的具体数值取决于所采用的温标和单位制。
在国际标准大气压下,常数A、B和C的数值分别为:
A = 6.11657,
B = 17.502,
C = 240.97。
这些数值是根据实验数据拟合得出的,并且在不同的文献和计算工具中可能会略有不同。
在使用饱和水蒸气压公式进行计算时,需要根据具体的温度和所采用的常数数值来进行计算,以得出对应温度下的饱和水气压值。
水汽压的计算公式详列全

注:基于纯水平液面
计算公式
马格那斯(Magnus)经验公式:
马氏取E0=6.11和hPa;t是当时的水面温度。 改进的马格那斯(Magnus) 公式:
计算公式
Wexler公式:
根据相对湿度定义推算
相对湿度(RH)定义:在同一温度下实际水汽压与饱和水汽压的比值,
以百分数表示。表达式如下:
ea RH 100 e0 (T )
结果:公式计算和定义反算的实际水汽压几乎无差异
1.8
1.6
水汽压
1.4
反算水汽压
1.2
1
0.8
0.6
1
6
11
16
21
26
31Leabharlann 364146实际水汽压观测值和公式反算值对比
问题: 二者差 异大的 原因
饱和水汽压公式计算结果对比
绝对湿度(a):大气中所存在的水汽密度,即包含在1m3空气中
水汽的克数(g/m3)。
计算公式:
a 0.8
1 t
ea
1 式中:ea是实际水汽压(hPa);t是气温(℃); 273 .15
由上式可推导出公式:
a (1 t ) ea 0 .8
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饱和水汽压(saturation vapor pressure ) 计算公式
戈夫-格 雷 奇(Goff-Gratch)方程:
定义: 一定的温度和气压下,湿空气达到饱和时的水汽压。
由上式可得:
ea e0 (T ) 100 RH
250度水的饱和压力

250度水的饱和压力250度水的饱和压力是指在250度的温度下,水蒸气和水之间达到平衡时所对应的压力值。
在常温常压下,水的状态可以存在为固态、液态和气态,而在一定的温度和压力条件下,水蒸气和液态水可以同时存在。
当水的温度升高到一定程度时,水分子的热运动增强,逐渐脱离液体形成水蒸气。
在250度的高温下,水分子的热运动非常剧烈,液态水的分子能量足够大,一部分水分子能够克服表面张力逸出液体形成水蒸气。
而在一定的温度和压力条件下,水蒸气和液态水之间达到动态平衡,这个平衡状态就是饱和状态。
此时,液态水的蒸发速率等于水蒸气的凝结速率。
饱和状态下的水蒸气压力与温度有密切的关系,随着温度的升高,水蒸气的压力也会增加。
而250度水的饱和压力就是指在250度温度下水蒸气和水之间达到平衡时所对应的压力值。
水的饱和压力可以通过实验测量得到,也可以通过公式计算得到。
然而,本文不输出公式,以便更好地描述250度水的饱和压力。
在大气压力下,250度水的饱和压力约为13.78兆帕(MPa)。
这个数值意味着当水温达到250度时,水蒸气的压力为13.78兆帕。
这是一个相当大的数值,说明水蒸气产生的压力非常强大。
水的饱和压力与温度的关系可以用饱和蒸汽表来表示。
饱和蒸汽表是根据实验数据绘制的一种图表,可以根据温度查询对应的饱和压力。
通过饱和蒸汽表,我们可以得知250度水的饱和压力约为13.78兆帕。
饱和压力的概念对于热力学和工程领域来说非常重要。
在工程实践中,我们经常需要考虑水蒸气的饱和压力,以便设计和操作相应的设备。
例如,在锅炉中,我们需要控制水的温度和压力,以保证锅炉的正常运行。
知道250度水的饱和压力,可以帮助我们更好地理解和应用热力学原理。
饱和压力还与水的沸点有关。
在常压下,水的沸点为100度,此时水的饱和压力为1标准大气压。
而随着压力的增加,水的沸点也会相应升高。
当压力达到13.78兆帕时,水的沸点将升高到250度。
这也意味着在250度的高温下,水可以保持液态而不沸腾,因为此时水的饱和压力与外界压力相等。
饱和水汽压差

饱和水汽压差
饱和水汽压差是指在一定温度下,饱和水汽压与空气中的实际水汽压之间的差值。
它表示的是实际空气距离水汽饱和状态的程度,即空气的干燥程度。
VPD 影响着植物气孔的闭合,从而控制着植物蒸腾、光合等生理过程,对森林生态系统蒸散过程以及水分利用效率有着重要影响。
VPD 可由空气相对湿度(RH)和气温(Ta)估算得出。
蒸气分压力是指湿空气中水蒸气形成的压力。
根据道尔顿定律水蒸气分压力与干空气分压力之和等于大气压力。
湿空气中,水蒸气单独占有湿空气的容积,并具有与湿空气相同的温度时,所产生的压力,称为水蒸气的分压力,一般常温下大气压中水蒸气分压力所占比例很低,寒冷地区比湿热地区低,冬季比夏季低,但昼夜相差不大。
水蒸气分压力随海拔高度的增加而下降,其下降比例比空气压力的比例大。
一定温度的空气的水蒸气含量达到饱和时的水蒸气分压力称为该温度的饱和水蒸气分压力。
在某一温度下,湿空气的水蒸气分压力与同一温度下的饱和水蒸气分压力的比值为相对湿度。
表示湿空气中水蒸气接近饱和的程度。
空气中水蒸气分压愈大,水分含量就愈高。
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饱和水气压
饱和是一种动态平衡态,在该状态下,气相中的水汽浓度或密度保持恒定。
在整个湿度的换算过程中,对于饱和水蒸气压公式的
选取显得尤为重要,因此下面介绍几种常用的。
(1)、克拉柏龙-克劳修斯方程
该方程是以理论概念为基础的,表示物质相平衡的关系式,它把饱和蒸汽压随温度的变化、容积的变化和过程的热效应三者联系
起来。
方程如下:
T-为循环的温度;dT-为循环的温差;L-为热量,这里为汽化潜热(相变热);ν-为饱和蒸汽的比容;ν^-为液体的比容;e-为饱和
蒸汽压。
这就是著名的克拉柏龙-克劳修斯方程。
该方程不但适用于水的汽化,也适用于冰的升华。
当用于升华时,L为升华潜热。
(2)、卡末林-昂尼斯方程
实际的蒸汽和理想气体不同,原因在于气体分子本身具有体积,分子间存在吸引力。
卡末林 - 昂尼斯气体状态方程考虑了这种
力的影响。
卡末林-昂尼斯于1901年提出了状态方程的维里表达式(e表示水汽压)。
这些维里系数都可以通过实验测定,其中的第二和第三维里系数都已经有了普遍的计算公式。
例如接近大气压力,温度在150K
到400K时,第二维里系数计算公式:
一般在我们所讨论的温度范围内,第四维里系数可以不予考虑。
(3)、Goff-Grattch 饱和水汽压公式
从1947年起,世界气象组织就推荐使用 Goff-Grattch 的水汽压方程。
该方程是以后多年世界公认的最准确的公式。
它包括两
个公式,一个用于液 - 汽平衡,另一个用于固 - 汽平衡。
对于水平面上的饱和水汽压
式中,T0为水三项点温度 273.16 K
对于冰面上的饱和水汽压
以上两式为 1966 年世界气象组织发布的国际气象用表所采用。
(4)、Wexler-Greenspan 水汽压公式
1971年,美国国家标准局的 Wexler 和 Greenspan 根据 25 ~ 100 ℃范围水面上饱和水汽压的精确测量数据,以克拉柏龙
一克劳修斯方程为基础,结合卡末林 - 昂尼斯方程,经过简单的数学运算并参照试验数据作了部分修正,导出了 0 ~100 ℃ 范
围内水面上的饱和水汽压的计算公式,该式的计算值与实验值基本符合。
式中常数项的个数 n 一般取 4 ~ 8 ,例如 n 为 4 时,各项系数为:
C 0 =-0.60436117 × 10 4 、 C 1 =0.1893292601 × 10 2 、 C 2 =-0.28244925 × 10 -1 、C 3 =0.17250331 × 10 -4
、 C 4 =0.2858487 × 10
由于冰面上的饱和水汽压试验数据较少, Wexler 类似 0 ~100 ℃ 范围内水面上的饱和水汽压的计算公式,使用了 Guildner
等人的三相点蒸气压试验数据,导出了冰面上的饱和水汽压公式,类似于上式,不再列出。
(5)、饱和水汽压的简化公式
上述的饱和水汽压公式均比较繁杂,为了适应大多数工程实践需要,特别是利于计算机、微处理器编程需要,总结了一组简化饱
和水汽压公式
对于水面饱和水汽压
对于冰面饱和水汽压
上式与 Goff-Gratch 和 Wexler 公式的最大相对偏差小于 0.2% 。
以上五个求饱和水蒸气压值的公式很具有代表性,与此相关的公式也基本通过它们得来,包括 Michell 公司和 Thunder 公司。
在这里介绍一下 Michell 公司和 Thunder 公司在程序中所使用的饱和水蒸汽压以及露点温度和增强因子等几个重要参量的计算公
式。
(6)、Michell Instruments Ltd 中使用的饱和水汽压计算公式
通过查阅资料知 Michell 公司计算饱和水蒸气压的计算公式,一组是简化的,一组是复杂的。
简化公式如下(饱和水蒸气压的单位:Pa):
在水面上:
其中温度范围是: -45 ℃ ~+60 ℃ ;不确定度小于±0.6% ;置信空间在 95% 。
在冰面上:
其中温度范围是: -65 ℃ ~+0.01 ℃ ;不确定度小于± 1.0% ;置信空间在 95% 。
另一组复杂公式如下所示:
在水面上:
在冰面上:
该组公式也相应的给出了不确定度,在水面上温度范围从0℃ ~100℃ ,饱和水蒸气压的不确定小于0.1% ,而对于过冷水
即 -50℃ ~0℃ 不确定度为0.6% ;在冰面上温度范围从-100℃ ~0.01℃ ,饱和水蒸气压的不确定小于1% ;上述两公式的置
信空间都在95%。
资料中给出的露点计算公式是将求饱和水蒸气压简化公式中的温度值反推,公式如下:
在水面上:
在-45℃ ~+60℃ 温度范围内,露点值 td 的不确定度为±0.04℃ 。
在冰面上:
在-65℃~+0.01℃ 温度范围内,霜点值 td 的不确定度为±0.08℃ 。
在增强因子的计算中, Michell 也给出了两个公式,条件主要是由环境的压力值来确定的,公式如下:
若压力 P 在 3kPa ~ 110kpa 间:
该公式在 -50 ℃ ~+60 ℃ 内计算出的 f 值的不确定度在± 0.08% 内。
若压力 P 在一标准大气压至 2MPa :
其中,,,A i 和 B i 的值如下表:
以上主要是 Michell 公司编制的湿度计算软件中采用的几个关键参数的计算公式。
(7)、HumiCalc 中使用的饱和水汽压公式
Thunder公司分别给出了在 68 温标和 90 温标下的计算公式,由于现在涉及到温度的计算都采用 90 温标,因此本文中所提
到的公式没有特殊说明都是采用 90 温标。
饱和水蒸气压的计算公式如下:
在水面上:
, T 的单位为 K :温度范围 t :0℃ ~100℃
系数 g 值列表如下
在冰面上:
, T 的单位为 K :温度范围 t : -100 ℃ ~0 ℃
系数 k 值列表如下
Thunder 公司的饱和水蒸气的计算公式是根据 Wexler-Greenspan 水汽压公式来的,只是方程中所用的系数值 g 和 k 取
得更加精确,所查阅的 Thunder 公司资料中没有指出其公式计算出的不确定度,但我们同Michell 公司的公式以及相应的其它同
类计算公式比对从数据上可以看出值是比较接近的,说明该公式精度是很高的,只是公式的表
达方式不同。
Thunder 公司的露点和霜点的计算公式,如下:
在水面上(露点计算公式):
c 和
d 系数列表值:
在冰面上(霜点计算公式):
c 和
d 系数列表值:
对增强因子的计算,Thunder 公司只给出了一种公式,格式上看同 Michell 公司给出的公式例同(压力 P 在一标准大气压至2MPa 间的),只是在 Ai 和 Bi 的取值稍有不同,公式如
下:
其中,Ai 和 Bi 的值如下表:
综上所述,从各公式的系数取值上看Thunder公司所给出的划分得更细,而且保留的位数也较多,如在计算增强因子的公式中,两者的计算公式完全相同只是系数取值稍有不同;在露点计算公式上 Thunder 公司的公式较为复杂,但从结果比对上看准确度和精度是很高的。
总的看来尽管两公司在湿度软件的个别计算公式有所差异,但最后计算的结果带来的误差很小,比较而言 Thunder 公司的在公式选择以及使用上更优于 Michell ,具体的环境中可以根据具体的要求来选择公式。