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       凍干技術基礎知識⑶

       上海東富龍科技有限公司 張耀平 

       第三節 氣體和蒸汽

       氣體和蒸汽都是物質的氣態狀態，物質的臨界溫度可以作為判斷氣態物質是氣體還是蒸汽的標準。當溫度高于該物質的臨界溫度時，該物質的氣態稱為氣態；當溫度低于該物質的臨界溫度時，該物質的氣態稱為蒸汽。 為此必須介紹一下物質的臨界溫度和臨界壓力。氣體的液化溫度是與壓力有關的。氣體的壓力越小時，則其液化溫度越低；隨著壓力的增加，氣體的液化溫度也升高。對于某一種物質的氣體，有一個固定的溫度值。超出這個溫度時，物質只能處于氣態，無論加多大的壓力也不能使其壓縮成液體，這個溫度就稱為該物質氣體的臨界溫度。
       在臨界溫度時使該氣體液化所需要的z*小壓力，稱為該物質氣體的臨界壓力。一些物質的臨界溫度和臨界壓力見表七。 表七 一些物質的臨界溫度和臨界壓力 物質名稱 臨界溫度℃ 臨界壓力(絕對大氣壓) 氨 132.9 112.3 二氧化碳 31 72.3 氮 －147.13 33.49 氧 －118.82 49.71 水蒸汽 374 58.22 R12 111.5 40.86 R22 96 50.3 一般的室溫大約15～25℃范圍之內，O₂、N₂等臨界溫度遠比室溫低，因此可以稱它們為 “永久”氣體或不凝集氣體；二氧化碳的臨界溫度接近室溫，所以不能當作永久氣體；水蒸汽的臨界溫度超出室溫，因此稱為蒸汽。
       但氣體和蒸汽是相對的，它決定于溫度，當溫度高于水的臨界溫度時，水蒸汽也可以稱為氣體了。 任何液體物質，當在一密閉容器內蒸發時，達到一定的程度后，液體汽化與蒸汽的液化就處于平衡狀態。這時密閉容器內的蒸汽稱為飽和蒸氣；密閉容器內的蒸汽壓強稱為飽和蒸汽壓。 飽和蒸汽壓隨溫度的升高而增大，隨溫度的降低而減小。對于同一蒸汽，在不同的溫度有不同的飽和蒸汽壓。如果飽和蒸汽繼續得到熱量，則溫度將比飽和時的溫度高，但壓力仍保持原飽和溫度時相應壓力值，這樣的蒸汽稱超熱蒸汽。 如果在某一密閉系統內，有一個蒸汽源，而該系統內各部份有不同的溫度差時，則該密閉系統的飽和蒸汽壓由z*低的溫度所決定，即z*低溫度所對應的飽和蒸汽壓。
       平常的大氣中含有水蒸汽，是濕空氣，它是干空氣與水蒸汽的混合物。在一定的溫度下，空氣中水蒸汽的含量有一定限度，超過這個限度時就會出現霧狀。空氣溫度較低時，水蒸汽的含量較少；空氣溫度較高時，水蒸汽的含量較多。 單位體積的空氣中所含水蒸汽的重量，叫做空氣的絕對濕度。單位：克/厘米³（g/m³）。空氣中實際所含的水蒸汽重量與同溫度下的飽和空氣所含的水蒸汽的重量的比叫空氣的相對濕度。用％表示。 當空氣中所含的水蒸汽達到完全飽和狀態（即相對濕度為100％）這時溫度稱為露點。溫度低于露點時，水蒸氣就凝結成霧狀水滴，并呈露水凝附在一些物體的表面。當溫度低于0℃時，則呈冰霜凝附在一些物體的表面。 表八是被水蒸汽所飽和的空氣內水蒸汽的含量。例如15℃時橫向查10℃，縱向查5℃，12.71g/m³；－8℃時橫向查－0℃，縱向查8℃，為2.54g/m³。 表八 被水蒸汽所飽和的空氣內水蒸汽含量，760mmHg時，克/厘米³ (g/m³) ℃ 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 －10 2.15 1.98 1.81 1.68 1.52 1.40 1.28 1.18 1.08 0.98 －0 4.84 4.47 4.18 3.81 3.52 3.24 2.99 2.75 2.54 2.34 ＋0 4.84 5.18 5.54 5.92 6.33 6.76 7.22 7.70 8.22 8.76 ＋10 9.38 9.94 10.50 11.50 11.9 12.7 13.50 14.30 15.2 16.14 ＋20 17.12 18.14 19.22 20.36 21.55 22.8 24.11 25.49 26.93 28.25 ＋30 30.04 31.70 33.45 35.28 37.19 39.19 41.28 43.47 45.75 48.14