水分蒸发的速度 精品
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小学科学水蒸发(课件)青岛版科学四年级上册科学课件:小学科学水蒸发(青岛版科学四年级上册)引言:大家好!在我们的科学课程中,今天我们将学习有关水蒸发的知识。
水蒸发是水从液体状态转化为气体状态的过程。
通过本课件的学习,我们将深入了解水蒸发的原理、影响因素以及它在日常生活中的应用。
让我们一起开始吧!一、水蒸发的原理1. 定义:水从液体姿态转化为气体姿态的过程称为水蒸发。
2. 过程:当水受到热能的作用时,水分子会变得活跃,并以气体形态逸出。
这个过程中,水分子从液体分子之间的吸引力中解离,转化为气体分子。
二、影响水蒸发的因素1. 温度:温度是影响水蒸发速度的最重要因素。
温度越高,水分子活动越剧烈,水蒸发速度就越快。
2. 湿度:湿度指的是空气中水分的含量。
当空气的湿度越高,饱和水蒸气压也就越大,从而减缓了水蒸发速度。
3. 风速:风能够将水面的水蒸气带走,从而增加了水蒸发速度。
风速越大,水面上的水蒸气就越容易被带走,水蒸发速度也就越快。
4. 表面积:水蒸发速度与水面的面积成正比。
水面积越大,水分子与空气接触的面积就越大,导致水蒸发速度增加。
三、水蒸发与日常生活1. 通过蒸发过程,水变成了气体状态,形成了水蒸气。
水蒸气在大气中冷却后会凝结成水滴,形成云或雾。
2. 水蒸气在大气中的凝结还会形成降雨、雨雪等天气现象。
3. 在日常生活中,我们可以通过晾晒衣物来加速水分的蒸发。
太阳的热能能够控制衣物中水分的蒸发速度,使衣物迅速干燥。
4. 水蒸发还可以帮助调节环境温度。
当我们感到炎热时,水蒸发会带走我们周围的热量,使我们感觉凉爽。
四、实例演示:利用气球模拟水蒸发过程1. 准备一个气球,将其充满水。
2. 在房间中的不同位置放置气球。
3. 观察一段时间后,比较各位置气球的状态。
4. 结果显示,在温度较高、通风较好的位置,气球中的水蒸发速度明显快于其他位置。
五、实验演示:观察水的蒸发过程1. 准备实验所需的材料:一个透明杯子、水、标尺和纸巾。
加快水分蒸发的措施引言水分蒸发是指水分由液态转变为气态过程的一种自然现象。
通过加快水分蒸发可以达到快速干燥的目的,对于许多应用场景,如衣物晾晒、食品加工、化工生产等都有着重要意义。
本文将就加快水分蒸发的措施进行讨论,并介绍一些常见的方法和技巧。
加快水分蒸发的措施以下是一些常见的加快水分蒸发的措施:1. 增加表面积增加水分的蒸发速度的一个有效方法是增加水的表面积。
可以通过将水分分散成更小的颗粒或将其扩散成薄薄的膜来实现。
例如,在食品加工中,我们可以将果蔬切成薄片、碎末或细丝,以增加其表面积,从而提高水分的蒸发速度。
同样,晾晒衣物时,将衣物展开或晾在宽敞的地方也可以增加衣物表面积,使水分更容易蒸发。
2. 提高温度温度是影响水分蒸发速度的重要因素之一。
温度越高,水分分子的能量越大,扩散的速度越快,水分蒸发的速度也越快。
因此,提高环境温度可以加快水分的蒸发速度。
在实际应用中,我们可以通过使用加热设备、通风设备等方法来提高环境温度,从而加快水分的蒸发速度。
3. 增加通风量通风是加快水分蒸发的另一种重要方法。
通过增加空气流通的速度和量,可以加速水分分子与空气分子之间的相互作用,从而促进水分的蒸发。
在实际操作中,我们可以通过使用风扇、空调、开窗等方法来增加通风量,改善空气流通的状态,以加快水分的蒸发速度。
4. 降低相对湿度相对湿度也是影响水分蒸发的重要因素之一。
当相对湿度较高时,空气中的水分饱和度较大,水分的蒸发速度会受到一定程度的限制。
因此,降低相对湿度可以促进水分的蒸发。
在实际操作中,我们可以通过使用空调、除湿机等设备来降低相对湿度,从而加快水分的蒸发速度。
5. 加速风化风化是指将物质暴露在大气中,通过空气的搅动和冲击,加速物质的氧化、分解和蒸发过程。
通过加速风化,可以使水分更快地蒸发出去。
在实际应用中,我们可以通过使用风机、搅拌器等设备来加速风化过程,从而加快水分的蒸发速度。
结论加快水分蒸发的措施有很多种。
影响蒸发快慢的因素三个方法
一.
1 液体的表面积
液体表面积越大,废除的分子越多,蒸发越快(例如将地上的一摊水蒸发,可以用扫帚将其扫开,可加快蒸发。
)
2 液体的温度
液体温度越高,蒸发越快(一般是,原因是随着以液体温度的升高分子动能加大就会有分子加快里离开叶面变成气体,使蒸发加快。
在正常情况下是这样的,但也不尽然:液体的蒸发除与温度有关外还与液体所处的外环境有关,即也液体外的气体环境中这种液体的气态密度有关,这种液体的气体密度越大,蒸发的也就越慢,当这种液体的气体在其环境的的密度达到一定值时,即使温度再高也不会再蒸发形成汽液混存现象,也叫汽态饱和现象。
)
3 液体表面空气流动的快慢
液体表面空气流动越快,蒸发越快(例如水太烫时人们会向水面吹气,天热时用电风扇。
)
三.
影响蒸发快慢的因素有温度,空气流动快慢,蒸发的水面积大小。
使用控制变量法。
如果研究温度对蒸发的影响,在同样的烧杯装同样质量的水,一个用热水,一个用冷水,过一段时间手天平称,热水的质量变小了,说明热水蒸发快。
如果研究面积对蒸发的影响,也可以用同质量的水,一个用大口溶器,一个用小口的,过一段时间测量中知大口的水蒸发量大。
三.
如果研究空气流速对蒸发的影响,选同样大小同样质量的水,一个用吹风机吹,另一个不吹,再测量可知用吹风机的蒸发快。
你可以弄四个烧杯,前面三个同样的,第四个杯直径要大于前三个烧杯,在里面加入同等量的水,
第一个烧杯是常温,不做任何操作
第二个用酒精灯加热,
第三个用风扇吹
第四个用大的烧杯装同样多的水
过十分钟左右你在看一下就能明显看到各各烧杯中的变化了。
小学拓展探究水蒸发快慢与温度高低的关系学年对于小学生来说,学习科学知识是非常重要的,其中一个有趣的课题就是水蒸发快慢与温度高低的关系。
在本文中,我将详细介绍这个课题并提供一些实验和解释,帮助小学生更好地理解这个概念。
首先,我们需要明确水蒸发的含义。
水蒸发是指液体水变成气体的过程。
当水受热时,水分子会迅速转化为水蒸气,并逐渐从液体状态转变为气体状态。
这个过程通常发生在水面上,但也可以发生在潮湿的地面或其他物体上。
温度是影响水蒸发的主要因素之一。
一般来说,温度越高,水蒸发得越快。
这是因为高温会增加水分子的活动能力,使其跳跃和跑动的速度加快。
这种增加的动能有助于克服液体表面的吸引力,从而使水分子能够更容易地转化为气体状态。
为了验证这一理论,我们可以进行一个简单的实验。
首先,准备四个一样的容器,然后将相同数量的水倒入其中。
接下来,我们将这四个容器分别放置在不同的温度环境中:一个放在室温下,一个放在温水中,一个放在冷水中,最后一个则放在冰箱里。
经过一段时间观察,我们会发现在室温和温水环境中,水的蒸发速度较快。
而在冷水和冰箱环境中,水的蒸发速度相对较慢。
这是因为室温和温水环境提供了足够的热量,促使水分子增加动能,而冷水和冰箱环境则没有提供足够的热量。
此外,我们还可以探究其他因素对水蒸发的影响。
除了温度,相对湿度也是一个重要的因素。
相对湿度是指空气中水蒸气的含量,当相对湿度较高时,水蒸发速度会减慢。
这是因为当空气中的水蒸气含量达到饱和时,它会与液体水表面的水蒸气保持平衡,从而阻止新的水分子转化为气体状态。
此外,风速和表面积也会影响水蒸发速度。
风可以将蒸发的水蒸气迅速带走,加快蒸发过程。
而较大的表面积提供了更多的接触面积,使更多的水分子暴露在空气中,从而增加了蒸发速度。
在课堂上,老师可以引导学生观察不同条件下的水蒸发现象,并帮助他们理解其中的科学原理。
可以引导学生思考以下问题:为什么水在阳光下会更快蒸发?为什么湖泊上的水能蒸发得更快一些?为什么在干燥的沙漠地区水蒸发速度更快?通过这些实验和问题引导,学生不仅能够直观地感受到水蒸发与温度的关系,还能懂得科学原理的背后。
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水分蒸发的速度
研究目标:
1、了解影响蒸发快慢的因素有哪些;
2、学会根据已有条件进行合理猜测;
3、学会用实验对自己的猜测进行验证; 456XXX XXX XXX XXX XXX XXX XXX 预期成果:
1、 相关的PowePoint 课件
2、
相关的Word 一个
一些事实说明了液体蒸发的快慢与哪些因素有关:
1、夏天晾衣服比冬天快。
2、把衣服撑开晾比堆在一起晾要干得快。
3、衣服在有风时晾比无风时干得快。
液体蒸发的快慢可能与液体温度,液体表面积和液体表面上空气流动有关。
假设一:可能液体温度或表面温度越高,液体蒸发速度越快。
假设二:可能跟液体表面积越大,液体蒸发速度越快。
)、温度计、
为加快实验速度,都对两杯水做加快液体表面积空气流动速度,使用沸水处理。
(3)对应假设三
为加快实验速度,都对两杯水做沸水,使用大开口处理。
总结:
水温度越高,蒸发速度越快;水温度越低,蒸发速度越慢。
水的表面积越大,发速度越快;水表面积越小,蒸发速度越慢。
水表面空气流动速度越快,蒸发速度越快;水表面空气流动速度越慢,蒸发速度越慢。
由此,可看出水蒸发速度快慢与与液体温度,液体表面积和液体表面上空气流动有关。
5、生活应用:
为了加快液体蒸发,就要提高液体的温度,增大液体的表面积,加快液体表面上方空气流动。
可能遇到的困难与对策:
1、若找不到烧杯或载玻片。
2
3。
加快水蒸发的方法
1.加大水的温度:将水加热至沸腾,可以提高水的温度,通过加热水便可加快蒸发的速度。
2.空气中加入少量酸碱:将少量碱或酸加入到温度较高的空气中,可使水更快地蒸发出来。
从气溶胶中蒸发更多的水。
3.将水暴露在空气中:将水放在室外的空气中,有利于水的蒸发,而在室内的空气中湿度更低,蒸发更加迅速。
4.朝风的方向放水:朝风的位置将水的面积增大,把水分子散布得更加深入,这样可以加快水蒸发的速度。
5.增加空气中的温度:可以采取吹风等方法,把空气加热至30摄氏度以上,可以使水蒸发更快。
6.加一定量的盐:将盐混合到水中可以增加水的蒸发速度,因为盐吸附水分子更快。
7.将水放在温度较高的表面:可以把水放在更多的温度较高的表面,把水的面积增大,这样也可以增加水的蒸发速度。
8.让水阳光照射:让水处于太阳的直射光下可以让水蒸发更快,同时这也是一种节约能源的方法。
根据以上8种方法,想要加快水蒸发,首先要注意水的温度、空气湿度、质量、放置的位置及空气温度等,调节好这些因素可以有效加快水蒸发。
加热水可以把水的温度提高到沸腾的状态,这样可以使水的蒸发速度大大提高。
此外,排入一定量的碱或酸可以把气溶胶中的水分子解离,进而加快水的蒸发速度,而把水放在空气中把它的表面积增大,也可以提高蒸发速度。
另外,在太阳照射的阳光和较高的温度下,水也会更快地挥发,照射太阳也可以节约我们能源消耗。
最后,加入适量的盐也可以吸附水分,加快水的蒸发速度。
总之,通过综合调节水的温度、空气湿度、质量和空气温度等,可以有效加快水蒸发的速度。
水的蒸发大雨过后,低洼地积了一片水。
那水洼面积挺大,但平均深度却只有10cm左右。
这么浅的水,也许不能保持很久吧?却不然。
它需要几十天的时间,才能全部干涸。
这是个有趣的问题。
在自然界中水的保持,其实可能是一种,极普通的现象。
在人所感觉到舒适的环境中,水的蒸发速度,大约每天2~3mm。
这时水的蒸发,表述为水的表面在每天,所蒸发掉的深度。
水的蒸发速度,与空气的干湿度、空气的压强和温度等有关。
而与水的表面积的大小,及表面的形状等条件,可能没有关系。
当水的蒸发速度是3mm/日时,10cm深的水就需要30多天时间,才能完全蒸发掉。
所以在一般情况下,水的自然蒸发速度,并不是很大的。
在干燥酷热的沙漠中,水的蒸发速度可能很大。
而在某些湿度较大的环境中,水的自然蒸发速度就可能接近于零。
水在冷冻状态,也是能蒸发的。
冰箱冷冻室中的冰块儿,长期不用就会自然变小。
这是冰块儿的一种自然升华现象。
冬天里,将洗了的衣服晾到室外,也能够晾干。
通常水的蒸发,与空气的温度和湿度有关。
冬天里温度虽低,但空气的湿度一般较小,所以水仍然会蒸发或是升华(固体水)。
在自然界中,水的提供主要是来自于降水。
雨、雪、凝露等。
在一座高山的顶上,有一个自然形成的小石槽。
里面常年积有一汪清水。
就象是洗脸的脸盆一样。
这样一点的水,为什么长期不干涸呢?可能是高山顶上,空气湿度较大,水的蒸发量很小。
还可能是夜间的凝露,在雨雪之外也在常年地,在为这小石槽中不断地,提供着水的补给。
在一些高山湖泊中,由于气温较低,凝雾现象确实可能是,雨雪之外的一种重要的水的补充方式。
如果没有绿色植被的保护,在干旱的地区,地表的水就将大量地蒸发。
于是形成以土石组成的荒漠,和以沙子组成的沙漠。
地表的绿色植被,阻止了土壤水份的蒸发。
绿色植物将阳光,吸收转化为,作物生长的生物能量。
这很有意思。
阳光的能量被绿色植物吸收后,主要地不再转化为热,而是转化为生物的能量。
因为作物,不仅阻止了阳光,直接照射在地面上。
水蒸发的速度水分蒸发的速度研究目标:1、了解影响蒸发快慢的因素有哪些;2、学会根据已有条件进行合理猜测;3、学会用实验对自己的猜测进行验证;4、知道用控制变量法来进行比较;5、制作相关PowePoint课件6、懂得蒸发现象在日常生活中的运用。
指导老师:XXX成员及分工:XXX:记录水分蒸发的过程XXX:绘制水分蒸发的过程XXX:对实验进行控制变量XXX:做水分蒸发实验XXX:查找资料XXX:制作课件预期成果:1、相关的PowePoint课件2、相关的Word一个一些事实说明了液体蒸发的快慢与哪些因素有关:1、夏天晾衣服比冬天快。
2、把衣服撑开晾比堆在一起晾要干得快。
3、衣服在有风时晾比无风时干得快。
液体蒸发的快慢可能与液体温度,液体表面积和液体表面上空气流动有关。
假设一:可能液体温度或表面温度越高,液体蒸发速度越快。
假设二:可能跟液体表面积越大,液体蒸发速度越快。
假设三:可能跟液体表面空气流动速度越快,液体蒸发速度越快。
实验步骤:1、器材:水(不同温度的水)、碗碟(两个大小相同)、玻璃杯(两个大小相同)、温度计、表2、步骤:设计方案(1)对应假设一为加快实验速度,都对两杯水做加快液体表面积空气流动速度,使用大开口处理。
(2)对应假设二为加快实验速度,都对两杯水做加快液体表面积空气流动速度,使用沸水处理。
(3)对应假设三为加快实验速度,都对两杯水做沸水,使用大开口处理。
3、结论(1)对应假设一(2)对应假设二(3)对应假设三总结:水温度越高,蒸发速度越快;水温度越低,蒸发速度越慢。
水的表面积越大,发速度越快;水表面积越小,蒸发速度越慢。
水表面空气流动速度越快,蒸发速度越快;水表面空气流动速度越慢,蒸发速度越慢。
由此,可看出水蒸发速度快慢与与液体温度,液体表面积和液体表面上空气流动有关。
5、生活应用:为了加快液体蒸发,就要提高液体的温度,增大液体的表面积,加快液体表面上方空气流动。
可能遇到的困难与对策:1、若找不到烧杯或载玻片。
水分蒸发的速度一些事实说明了液体蒸发的快慢跟哪些因素有关1.夏天晾衣服比冬天干得快2.把衣服撑开晾比堆放在一起晾干得快3.衣服在有风时晾比在无风时晾干得快液体蒸发的快慢跟液体温度、液体表面积、液体表面空气流动有关假设一:可能液体温度或表面温度越高,液体蒸发速度越快假设二:可能液体表面积越大,液体蒸发速度越快假设三:可能液体表面空气流动越快,液体蒸发速度越快设计方案:题目如下:影响水分蒸发速度的因素主要有面积、风速、温度、相对湿度,暂时忽略其它的次要因素。
希望得到单位面积的液面在单位时间内的蒸发量与风速、温度、相对湿度的量化关系式或数据表。
我的出发点是从相对湿度100%时的情形出发来推导蒸发速度的公式。
在这个模型中有几个假设分别是(1)空气分子是除了彼此之间发生的完全弹性碰撞之外不存任何其他作用力的刚性的小球。
(2)液面附近的水层与液体内部的温度始终保持一致,即不考虑液体蒸发导致的液面附近液体温度下降,或者等效的说是不考虑液体内部与液面层之间的热交换速度造成的温度梯度。
(3)在液面保持温度不变时,液体分子从液体内蒸发的速率保持恒定,而与外界空气的温度和相对湿度无关,关于这点假设可以与光电子的逃逸相类比,我在此不再赘述。
我们知道在空气相对湿度100%时,空气中的水蒸气达到饱和状态,此时液面上单位时间内的蒸发量和凝结量相等,宏观上的表现是液体不再继续蒸发。
根据模型的假设单位面积的液面在单位时间内蒸发的水分子的数量是不变的,由于我们还没有足够好的模型来精确描述液体的状态,从液体的状态方程出发是很难求出液体的蒸发速率的。
从平衡态物理中我们知道饱和状态下水的蒸发速率和凝结速率相等,因此我着手从平衡态下的数量关系出发来进行推导。
在给定的温度压强下水的饱和蒸汽压是可以通过实验测出来的。
测得水的饱和蒸汽压后,由理想气体方程出发可以得到该温度压强下水的饱和蒸汽的浓度(指的是单位体积内的水分子的物质的量)。
假设水的饱和蒸汽产生的分压为P0 ,根据公式P0V=nRT 得浓度a = n/V =P0/RT 。
从气体的热统计学角度求出单位时间内的凝结速率,我们也就得到了水在该温度压强下的蒸发速率。
为了计算这个具体数值,我们将空气分子视为以各自的速度运动的刚性小球,在该的假设条件下,单位时间内能够与液面相撞的小球的数量可以认为是水的凝结速率,该速率等于水的蒸发速率。
利用麦克斯韦速度分布率我们可以知道气体分子的速率分布公式为dN/N=4π(m/2πkT)^(3/2)exp(-mv^2/2kT)v^2dv 。
为了计算方便将麦克斯韦速率分布改写为速度分布公式dN/N=(m/2πkT)^(3/2)exp[-m(vx^2+vy^2+vz^2)/2kT]dvxdvydvz 。
选取以液面为底面积为S的无限长空气柱为研究对象,以垂直液面的方向为X轴建立坐标系,则在X和X+ΔX的一段柱体内只有速度满足vx>=X/t 的水汽分子才能液化为水,利用麦克斯韦速度分布率公式对整个气体柱进行积分就计算出来在t 时间内水汽的凝结量,也就是该温度压强下的液体的蒸发量。
设液体单位面积的液面的蒸发速率为λ,则面积S的液面在时间t内的蒸发量为λSt 。
利用速度分布律求得的面积S的液面在时间t内的凝结量为∫a*S*(m/2πkT)^(3/2)exp[-m(vx^2+vy^2+vz^2)/2kT]dxdvxdvydvz 这个四重定积分的积分限分别为x取0到无穷大,vx取x/t到无穷大,vy取0到无穷大,vz取0到无穷大。
将这个四重定积先分对vy和vz进行定积分可将这个四重定积分化为二重定积分∫a*S*(m/2πkT)^(1/2)exp[-m*vx^2 /2kT]dxdvx 根据已知条件知道λSt=∫a*S*(m/2πkT)^(1/2)exp[-m*vx^2/2kT]dxdvx 于是可得λ=∫a*(m/2πkT)^(1/2)exp[-m*vx^2/2kT]/t dxdvx = ∫[(∫a*(m/2πkT)^(1/2)exp[-m*vx^2/2kT]dvx)/t]dx时间t是任意的,且蒸发速率与时间t无关,因此可以对时间t取极限为0,这样可以求得lim(t→0) [(∫a*(m/2πkT)^(1/2)exp[-m*vx^2/2kT]dvx)/t] = lim(t→0){a*(m/2πkT)^(1/2)exp[-m*x^2/2kTt^2]x/t^2} 将这个结果带会原积分式得λ = lim(t→0)∫{a*(m/2πkT)^(1/2)exp[-m*x^2/2kTt^2]x/t^2}dx = a*(kT/2πm)^(1/2) 这个表示液体蒸发速率的式子λ = a*(kT/2πm)^(1/2) 中a表示空气中水汽的物质的量浓度,k表示波尔兹曼常数,m表示分子的质量。
为了应用方便我们将公式λ = a*(kT/2πm)^(1/2) 中的波尔兹曼常数k 和分子的质量m 同乘以阿伏伽德罗常数NA ,由关系式R=NA*k 和M=NA*m 就可将式子化简为λ = a*(RT/2πM)^(1/2) 式中的R表示理想气体常数,M表示分子的摩尔质量。
得到该温度压强下的液体蒸发能力的公式之后,我们就可以讨论在不同相对湿度下液体的蒸发速度了。
从微观的角度来看,相对湿度减小后空气中单位体积内的水分子减少了,相应的从气体液化为水的分子数减少,但是水蒸发为蒸汽的速度保持不变,于是蒸发速率就大于凝结速率,宏观上的表现就是液态的水不断蒸发。
如果简单的认为空气中的水分子浓度处处保持一致的话,那么我们就可以得到一个相当简单的关于蒸发量与相对湿度的公式,假设我们已经求得该温度下水的蒸发速率为λ0 ,那么不同相对湿度下地蒸发量公式就是λ = λ0(1-c)(此处c表示空气的相对湿度)。
实际的情况是无风的环境下气液交界处可以认为相对湿度为100% ,然后垂直于交界面的气体方向上空气相对湿度呈梯度状分布,湿度梯度的存在必然导致蒸发速度不可能是λ = λ0(1-c)的简单形式,如此我们必须考虑水分子的扩散速度。
如果知道水分子的浓度梯度分布状况再利用扩散方程即可解出单位时间内沿浓度梯度负方向输运的气态水分子数,水分子输运导致的水分子损失全部由液态水的蒸发来补充,因此只要求出这个输运速率就可以求出实际情况下的蒸发速率方程。
水汽分子的浓度梯度是da/dX ,水汽分子的输运速率为-β*da/dX (公式中的负号表示输运的方向和梯度方向相反,β是表示水汽扩散能力的常数)。
根据日常生活中的常识我们知道夏天的衣服总是比冬天的衣服干的要快,也就是说温度的高低对水分子的输运速率有着较大的影响。
有关此点的解释从微观的角度看是很显然的,在浓度梯度不变的情况下,温度升高必然导致水分子运动的平均速度增加,因此单位时间内通过某个界面扩散的分子数量也必然增加。
推导气体分子在三维空间中某个特定方向上的平均速度:建立空间直角坐标系,计算在x轴正方向上的分子平均速度Vx+ =∫∫∫(m/2πkT)^(3/2)exp[-m(vx^2+vy^2+vz^2)/2kT]vxdvxdvydvz 三重定积分的积分限分别为vx取0到正无穷,vy取负无穷到正无穷,vz取负无穷到正无穷。
积分后的结果为Vx+ = (kT/2πm)^(1/2) 。
为了方便计算我们将这个式子变形为Vx+ = (RT/2πM)^(1/2) R是理想气体常数,M是分子的摩尔质量。
现在根据某方向上的气体分子平均速度推导扩散常数与浓度和温度的关系(注:由于模型简单,结果可能偏差较大):假设某个面积S的界面两侧的分子浓度分别为a1和a2 ,则在时间t内两边分子通过界面扩散的分子数量分别为a1*S*Vx+*t 和a2*S*Vx+*t 通过界面的净扩散量为a2*S*Vx+*t - a1*S*Vx+*t =(a2 - a1)*S*Vx+*t ,于是得到单位面积单位时间内的扩散量为(a2 - a1)*Vx+ 。
由于a2-a1 = -(da/dx)*dx ,故而当dx取极限0时公式(a2 - a1)*Vx+ /dx = -(da/dx)* Vx+ 就是界面处的扩散方程,与方程-β*da/dX 比较可知β = Vx+ =(RT/2πM)^(1/2) 。
如果水和空气温度相同,则只需要考虑液面上的浓度梯度分布而不用考虑温度梯度对蒸发速度的影响。
在这样的情形下有了扩散系数,知道浓度梯度的分布就可以直接求解液体的蒸发速度了,但是浓度梯度的分布是不好求出的。
事实上我们知道在距液面的距离大于某个值之后水分子的浓度将下降到整个空气的相对湿度,因此水分子的浓度梯度只存在于小于此数值的距离内,不妨假设这个数值是不变的,这样以来在相同温度下的浓度梯度就正比于a0(1-c)(a0表示饱和水蒸气的浓度,c表示空气的相对湿度)。
假设这个常数是μ ,则浓度梯度可表示为μa0(1-c)。
于是由上述的公式就得到蒸发量的公式为λ = μ*a0*(1-c)*(RT/2πM)^(1/2),由于a0 也是常数,因此还可以将上述公式化简为λ = σ*(1-c)*(RT/2πM)^(1/2) (σ为常数)风速对蒸发快慢的影响其实只是由于液面处的风改变了液面附近空气中湿度梯度的分布而引起的,因此只要求出风速对湿度梯度的影响就可以求出相应风速下的蒸发速度,关于此点不再赘述。
上述的简单模型经过细化还可以解释一些其他的与大气湿度相关的现象,比如为何在大气相对湿度相同的情况下人体的感觉是夏天感觉潮湿,冬天则感觉干燥。
转载于百度本人曾经简单的测试过,温度30摄氏度,风速1m/s,相对湿度70%时候水分蒸发速率0.1~0.2kg/m2.h,仅作参考定义:蒸气压指的是在液体(或者固体)的表面存在着该物质的蒸气,这些蒸气对液体表面产生的压强就是该液体的蒸气压。
比如,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。