第二章 第九节

第九节饱和蒸汽空气的湿度

[学习目标]1.知道饱和蒸汽和饱和汽压的含义.2.了解相对湿度概念的含义以及它对人的生活和植物生长等方面的影响.3.运用所学的物理知识尝试思考一些与生产和生活相关的实际问题．

一、饱和蒸汽与饱和汽压

[导学探究]盛在敞口容器中的水，经过一段时间后就没有了；而盛在密闭容器中的水经过相当长的时间后仍然存在，这是为什么呢？

答案前者的水蒸发掉了，而后者由于密闭，水蒸气最终与水形成一种动态平衡．

[知识梳理]

1．饱和蒸汽：在密闭容器中的液体不断地蒸发，液面上的蒸汽也不断地液化，当这两个同时存在的过程达到动态平衡时，这种与液体处于动态平衡的蒸汽叫做饱和蒸汽．没有达到饱和状态的蒸汽叫做未饱和蒸汽．

2．饱和汽压p s：液体的饱和蒸汽所具有的压强．

(1)同一种液体的饱和汽压随温度的升高而增大．温度不变时饱和汽压不随体积的改变而变化．

(2)在相同温度下，通常挥发性强的液体的饱和汽压大．

(3)气体的实验定律不适用于饱和蒸汽，未饱和蒸汽近似遵循气体实验定律．

[延伸思考]

有人说在密闭容器里的液体和气体达到平衡时，蒸发就停止了，分子运动也停止了，这种说法对吗？

答案这种说法不对．达到平衡时单位时间内逸出液面的分子数与回到液面的分子数相等，是一种动态平衡，并非分子运动停止．

二、空气的湿度

[导学探究]夏日无风的傍晚，人们往往感到闷热潮湿，身上的汗液也蒸发不出去，这是为什么呢？

答案在闷热潮湿的天气里，由于空气湿度大，汗液的蒸发和周围的空气达到一种动态平衡．[知识梳理]

1．相对湿度

(1)定义式：B＝p

p s×100%

其中：p为空气中水蒸气的压强，p s为同温度下水的饱和汽压．

(2)意义：B越大空气越潮湿，B越小空气越干燥．

2．湿度计：测量空气的相对湿度．

[延伸思考]

我们感觉环境潮湿，是由于环境的绝对湿度大吗？

答案不是．许多和湿度有关的现象，如蒸发的快慢、植物的枯萎、动物的感觉等，不是直接跟大气的绝对湿度有关，而是跟相对湿度有关．绝对湿度相同时，气温越高，离饱和状态越远，越容易蒸发，感觉越干燥；相反，气温越低，越接近饱和状态，感觉越潮湿．

一、饱和蒸汽与饱和汽压

例

1如图1所示，在一个带活塞的容器底部有一定量的水，现保持温度不变，上提活塞，平衡后底部仍有部分水，则()

图1

A．液面上方水蒸气从饱和变成未饱和

B．液面上方水蒸气的质量增加，密度减小

C．液面上方水蒸气的密度减小，压强减小

D．液面上方水蒸气的密度和压强都不变

答案D

解析在一定温度下，饱和蒸汽的分子数密度是一定的，饱和蒸汽的压强也是一定的．活塞上提前，密闭容器中水面上水蒸气为饱和蒸汽，水蒸气密度一定，其饱和汽压一定．当活塞上提时，密闭容器中水面会有水分子飞出，使其上方水蒸气与水又重新处于动态平衡，达到饱和状态．在温度保持不变的条件下，水蒸气密度不变，饱和汽压也保持不变．故选D.

例

2(多选)将未饱和蒸汽转化成饱和蒸汽，下列方法可靠的是()

A．保持温度不变，增大体积

B．保持温度不变，减小压强

C．保持体积不变，降低温度

D．保持体积不变，减小压强

答案CD

解析未饱和蒸汽的密度小于饱和蒸汽的密度，压强小于饱和汽压，因为未饱和蒸汽对气体实验定律是近似适用的，保持温度不变，增大体积，可以减小压强，减小未饱和蒸汽的密度，A、B错误；若保持体积不变，降低温度，则饱和汽压减小；若使压强减小，则温度降低，

饱和汽压减小，C、D均正确．

二、空气的湿度

例

3气温为10 ℃时，测得空气的绝对湿度p ＝800 Pa，则此时的相对湿度为多少？如果绝对湿度不变，气温升至20 ℃，相对湿度又为多少？(已知10 ℃的水的饱和汽

压为p1＝1.228×103 Pa；20 ℃时水的饱和汽压为p2＝2.338×103 Pa.)

答案65.1%34.2%

解析10 ℃时水的饱和汽压为p1＝1.228×103 Pa，由相对湿度公式得此时的相对湿度：

B1＝p

p1×100%＝800 Pa

1.228×103 Pa×100% ≈65.1%.

20 ℃时水的饱和汽压为p2＝2.338×103 Pa，同理得相对湿度：

B2＝p

p2×100%＝800 Pa

2.338×103 Pa×100%≈34.2%.

三、湿度计

例

4(多选)干湿球湿度计的湿球温度计与干球温度计的示数差距越大，表示()

A．空气的绝对湿度越大

B．空气的相对湿度越小

C．空气中的水蒸气的实际压强离饱和程度越近

D．空气中的水蒸气的绝对湿度离饱和程度越远

答案BD

解析 干湿球湿度计的湿球温度计的水银球上包着棉纱，棉纱的下端浸在水中，由于水的蒸发，湿球温度计示数总低于干球温度计示数，空气越干燥，即相对湿度越小，湿球温度计上的水蒸发越快，温度计示数越低，与干球温度计示数的差距越大，可见B 正确．并且，空气越干燥，即相对湿度越小，由相对湿度的定义公式：相对湿度＝水蒸气的实际压强同温度水的饱和汽压可知，这时空气中的水蒸气的实际压强即绝对湿度离同温度水的饱和汽压越远，故D 正确． 饱和蒸汽空气的湿度⎩⎨⎧

饱和蒸汽与饱和汽压⎩⎪⎨⎪⎧ 饱和蒸汽是一种动态平衡的蒸汽饱和汽压空气的湿度⎩⎪⎨⎪⎧ 绝对湿度相对湿度

1．(饱和蒸汽与饱和汽压)(多选)一个玻璃瓶中装有半瓶液体，拧紧瓶盖经过一段时间后，则

( )

A ．不再有液体分子飞出液体表面

B ．停止蒸发

C ．蒸发仍在进行

D ．在相同时间内从液体里飞出去的分子数等于返回液体的分子数，液体和蒸汽达到了动态平衡

答案 BD

解析 当液面上方的气体内所含的蒸汽达到饱和后，处于动态平衡状态，但仍有分子跑出液面，只不过在相同时间内，返回的分子数与跑出的分子数相等．

2．(饱和蒸汽与泡和汽压)(多选)关于饱和汽，下列说法正确的是( )

A ．在稳定情况下，密闭容器中如有某种液体存在，其中该液体的蒸汽一定是饱和的

B ．密闭容器中有未饱和的水蒸气，向容器内注入足够量的空气，加大气压可使水蒸气饱和

C ．随着液体的不断蒸发，当液化和汽化速率相等时液体和蒸汽达到的一种平衡状态叫动态平衡

D ．对于某种液体来说，温度升高时，由于单位时间内从液面汽化的分子数增多，饱和汽压增大