Много ли различных физических процессов, связанных с водой, существует в природе? Те, что связаны напрямую, можно пересчитать, но в остальном влага косвенно влияет на любые процессы. Вы думаете, что полет пули не зависит от воды? Совершенная неправда. Пусть может показаться, что влияние незначительно, но на самом деле при продолжительном полете смещение только из-за неверно рассчитанной влажности оказывается больше, чем 10 сантиметров, что порой является фатальной ошибкой.
Поэтому нетрудно понять, что влияние воды на все естественно и искусственно вызванные процессы огромно, несмотря на кажущиеся малозначительными силы влияния. Но понять, чем вызывается эта сила, куда сложнее, чем осознать особенности ее воздействия. Ведь водяной пар – это лишь набор молекул воды, которая «растворена» в воздухе. Обычно ее не видно, но ведь давление, которое оказывает вода в сумме, очень велико.
Теория газов и давление пара воды
Давайте рассмотрим основную теорию газов. Поскольку пар – тоже газ, нетрудно представить себе, что именно классическая теория подчиняет себе все его действие. Чтобы понимать основные принципы, нужно вспомнить, что же именно допускается этой теорией. Давление газов равномерно во все стороны – это самое простое, чему учат в школе. Но все же есть множество тонкостей, множество сил, которые воздействуют на каждую молекулу влаги, а потому не дают возможности просчитать все действия стандартными формулами.
Давление воды можно рассчитать по формуле:
Но когда речь заходит о более четком расчете, то нужно прибегать уже к математической физике, где используются интегралы, сложные формулы и приближенные вычисления. Несмотря на сложность, они дают очень точный результат, который отличается от стандартного более чем на 5-10% процентов в среднем.
Но нужно указать несколько основных параметров, которые важны при изучении давления насыщенного пара. Оно повышается при повышении температуры, поскольку увеличивается кинетическая энергия каждой молекулы. Это очень важно для понимания, потому что энергия в таком виде, в котором она существует для макротел, рассчитывается без погрешностей, т.к они настолько малы, что ими легко пренебрегают. Но когда дело доходит до расчета кинетической энергии каждой молекулы, то здесь то, что раньше считалось обыкновенной погрешностью, получает совершенно иной смысл.
Вес молекулы мал, даже когда у насыщенного пара плотность остается невысокой, влияние «мелких» сил остается достаточным для заметного смещения. Ведь на нее действует не только сила тяжести, то и сила электрического взаимодействия, а также сила удара. То есть, учитывая трехмерное пространство и большое количество объектов, точный расчет очень и очень сложен даже в настоящее время. Поэтому узнать давление насыщенного пара можно лишь приблизительно.
Работа пароочистителя
Но, возвращаясь к тому, на что именно оказывает влияние сам пар, можно перечислить множество примеров. Например, пароочиститель работает как раз по принципу повышенной кинетической энергии молекул влаги. С чем большей скоростью она проникает в ткань, тем большее воздействие она оказывает. Пример работы пароочистителя можно наблюдать и при работе с плесенью, налетом – нагрев и дальнейшее уничтожение грязи происходит только за счет энергии, приобретенной молекулами. У насыщенного грязью и пылью объекта мало шансов устоять.
Поэтому, согласно всем законам физики, если у насыщенного молекулами воды воздуха есть высокая температура, он обладает прекрасными свойствами, полезными в быту.
