5.1.1. Тиск насиченої водяної пари

Тиск насиченої водяної пари залежить від температури повітря, тобто чим вища температура, тим більше водяної пари може вміщуватись у повітрі (мал.5.1). Крім графіка, тиск насиченої водяної пари можна визначити за психрометричними таблицями. Наприклад, при температурі 0⁰ С тиск насичення або тиск насиченої водяної пари дорівнює 6,1 гПа, при +10⁰ С– 12,3 гПа, при +20⁰ С – 23,4 гПа, при +30⁰ С – 42,4 гПа.

П

Мал. 5.1. Тиск насиченої водяної пари залежно від температури.

Тиск насиченої водяної пари по відношенню до води і до льоду різний (табл.5.1).

Таблиця 5.1 Тиск насиченої водяної пари над водою Е_в, льодом Е _л та їх різниця.

t,0С	Ев, гПа	Ел, гПа	∆Е, гПа
0 -5 -10 -12 -15 -20 -25	6,11 4,21 2,86 2,44 1,91 1,25 0,81	6,11 4,01 2,60 2,17 1,65 1,03 0,63	0 0,20 0,26 0,27 0,26 0,22 0,18

Це дуже важливо знати. Краплі води в туманах та хмарах перебувають у переохолодженому стані. Частина крапель в атмосфері замерзає і перетворюється на кристали при температурі -10⁰ С і нижче. Тому в атмосфері краплі води і кристали льоду можуть плавати поруч. При від’ємних температурах тиск насиченої водяної пари по відношенню до кристалів льоду менший, ніж по відношенню до переохолоджених крапель. Наприклад, при температурі

-10⁰ С над переохолодженою водою тиск насиченої водяної пари 2,86 гПа, а над льодом 2,60 гПа. Тому якщо при температурі -10⁰ С фактичний тиск водяної пари буде 2,7 гПа, то для переохолоджених крапель таке повітря ненасичене і вони будуть випаровуватись, а для кристалів льоду повітря перенасичене і вони будуть збільшуватись. Це дуже важливо для утворення атмосферних опадів.

Така різниця тиску насиченої водяної пари над водою та льодом пояснюється тим, що сили зчеплення молекул льоду більші, ніж молекул води. Тому стан насичення над льодом настає при меншому вмісту водяної пари у повітрі, ніж над водою.

Над крапельками води тиск насиченої водяної пари більший, ніж над рівною поверхнею води, тому що сили зчеплення молекул у краплі менші, ніж на плоскій поверхні. Над великими краплями перевищення тиску незначне. Для крапель з радіусом 10^-7 см тиск насичення водяної пари втричі більший, ніж над плоскою поверхнею води. Тому у насиченому водяною парою повітрі по відношенню до поверхні води дрібні краплі довго не зберігаються, вони випаровуються.

Стійкості крапель води в атмосфері сприяє те, що вони вміщують розчини морської солі, оскільки вони утворюються на кристаликах солі. Тиск насиченої водяної пари над розчином солей менший, ніж над прісною водою приблизно на 2%.