« الفيزياء - الصف العاشر"

في رأيك، ماذا سيحدث للبخار المشبع إذا انخفض الحجم الذي يشغله: على سبيل المثال، إذا تم ضغط البخار المتوازن مع السائل الموجود في أسطوانة أسفل المكبس، مما يحافظ على درجة حرارة محتويات الأسطوانة ثابتة؟

عندما يتم ضغط البخار، سيبدأ التوازن بالانزعاج. ستزداد كثافة البخار قليلاً في اللحظة الأولى، وسيبدأ في الانتقال من الغاز إلى السائل. عدد أكبرالجزيئات من السائل إلى الغاز. بعد كل شيء، فإن عدد الجزيئات التي تخرج من السائل لكل وحدة زمنية يعتمد فقط على درجة الحرارة، وضغط البخار لا يغير هذا العدد. وتستمر العملية حتى يتم تحقيق التوازن الديناميكي وكثافة البخار من جديد، وبالتالي يأخذ تركيز جزيئاته قيمه السابقة. لذلك،

تركيز جزيئات البخار المشبع عند درجة حرارة ثابتة لا يعتمد على حجمه.

وبما أن الضغط يتناسب مع تركيز الجزيئات (p = nkT)، فإنه يستنتج من هذا التعريف أن ضغط البخار المشبع لا يعتمد على الحجم الذي يشغله.

ضغط الرقم الهيدروجيني يسمى البخار الذي يكون فيه السائل في حالة توازن مع بخاره ضغط البخار المشبع.

عند ضغط البخار المشبع، يتحول المزيد والمزيد منه إلى الحالة السائلة. يشغل سائل ذو كتلة معينة حجمًا أقل من البخار الذي له نفس الكتلة. ونتيجة لذلك، فإن حجم البخار، في حين تبقى كثافته دون تغيير، يتناقص.

قوانين الغاز للبخار المشبع ليست صالحة (لأي حجم عند درجة حرارة ثابتة، يكون ضغط البخار المشبع هو نفسه). في الوقت نفسه، يتم وصف حالة البخار المشبع بدقة تامة من خلال معادلة Mendeleev-Clapeyron.

بخار غير مشبع

>إذا تم ضغط البخار تدريجياً عند درجة حرارة ثابتة، لكنه لم يتحول إلى سائل، فيسمى هذا البخار غير مشبعة.

ومع انخفاض الحجم (الشكل 11.1)، يزداد ضغط البخار غير المشبع (القسم 1-2) بنفس الطريقة التي يتغير بها الضغط عندما يتناقص حجم الغاز المثالي. عند حجم معين، يصبح البخار مشبعًا، ومع مزيد من الضغط يتحول إلى سائل (القسم 2-3). في هذه الحالة، سيكون هناك بالفعل بخار مشبع فوق السائل.

بمجرد أن يتحول كل البخار إلى سائل، فإن الانخفاض الإضافي في الحجم سيؤدي إلى زيادة حادة في الضغط (السائل قابل للضغط قليلاً).

ومع ذلك، البخار لا يتحول إلى سائل في أي درجة حرارة. إذا كانت درجة الحرارة أعلى من قيمة معينة، فمهما قمنا بضغط الغاز، فإنه لن يتحول إلى سائل أبدًا.

> تسمى درجة الحرارة القصوى التي يمكن أن يتحول عندها البخار إلى سائل حرارة حرجة.

كل مادة لها درجة حرارتها الحرجة الخاصة بها، للهيليوم T cr = 4 K، للنيتروجين T cr = 126 K.

تسمى حالة المادة عند درجة حرارة أعلى من درجة الحرارة الحرجة غاز; عند درجة حرارة أقل من الحرجة، عندما تتاح للبخار الفرصة للتحول إلى سائل، - العبارة.

تختلف خصائص البخار المشبع وغير المشبع.

اعتماد ضغط البخار المشبع على درجة الحرارة.

يتم وصف حالة البخار المشبع، كما تظهر التجربة، تقريبًا بمعادلة حالة الغاز المثالي (10.4)، ويتم تحديد ضغطه بالصيغة

آر إن. ن = نكت. (11.1)

ومع زيادة درجة الحرارة، يزداد الضغط

وبما أن ضغط البخار المشبع لا يعتمد على الحجم، فإنه يعتمد فقط على درجة الحرارة.

ومع ذلك، فإن الاعتماد على ضغط الرقم الهيدروجيني. n عند درجة الحرارة T، التي تم العثور عليها تجريبيًا، لا تتناسب طرديًا، كما هو الحال في الغاز المثالي عند حجم ثابت. مع زيادة درجة الحرارة، يزداد ضغط البخار الحقيقي المشبع بشكل أسرع من ضغط الغاز المثالي (الشكل 11.2، قسم المنحنى AB). يصبح هذا واضحًا إذا رسمنا خطوطًا متساوية للغاز المثالي عبر النقطتين A وB (الخطوط المتقطعة). لماذا يحدث هذا؟

عند تسخين سائل ما في وعاء مغلق، يتحول بعض السائل إلى بخار. ونتيجة لذلك، وفقا للصيغة (11.1)، فإن ضغط البخار المشبع يزداد ليس فقط بسبب زيادة درجة حرارة السائل، ولكن أيضا بسبب زيادة تركيز جزيئات (كثافة) البخار.

في الأساس، يتم تحديد الزيادة في الضغط مع زيادة درجة الحرارة بدقة من خلال زيادة التركيز. الفرق الرئيسي في سلوك الغاز المثالي والبخار المشبع هو أنه عندما تتغير درجة حرارة البخار في وعاء مغلق (أو عندما يتغير الحجم عند درجة حرارة ثابتة)، تتغير كتلة البخار.

لماذا يتم تجميع الجداول لاعتماد ضغط البخار المشبع على درجة الحرارة، ولا توجد جداول لاعتماد ضغط الغاز على درجة الحرارة؟

يتحول السائل جزئيًا إلى بخار، أو على العكس من ذلك، يتكثف البخار جزئيًا. لا شيء من هذا القبيل يحدث مع الغاز المثالي.

عندما يتبخر كل السائل، يتوقف البخار عن التشبع عند التسخين الإضافي وسيزداد ضغطه عند حجم ثابت بنسبة مباشرة درجة الحرارة المطلقة(انظر الشكل 11.2، قسم منحنى BC).

الغليان.

مع زيادة درجة حرارة السائل، يزداد معدل التبخر. وأخيرا، يبدأ السائل في الغليان. عند الغليان، يتم تشكيل فقاعات بخار سريعة النمو في كامل حجم السائل، والتي تطفو على السطح.

الغليانهي عملية تبخر تحدث في كامل حجم السائل عند نقطة الغليان.

تحت أي ظروف يبدأ الغليان؟

ما هي الحرارة التي يتلقاها السائل أثناء الغليان من وجهة نظر النظرية الحركية الجزيئية؟

تظل نقطة غليان السائل ثابتة. يحدث هذا لأن كل الطاقة الموردة للسائل يتم إنفاقها على تحويله إلى بخار.

يحتوي السائل دائمًا على غازات مذابة، تنطلق في قاع وجدران الوعاء، وكذلك على جزيئات الغبار العالقة في السائل، وهي مراكز التبخر. الأبخرة السائلة داخل الفقاعات مشبعة. ومع ارتفاع درجة الحرارة، يزداد ضغط البخار المشبع ويزداد حجم الفقاعات. تحت تأثير قوة الطفو فإنها تطفو إلى الأعلى. إذا كانت الطبقات العليا من السائل تحتوي على المزيد درجة حرارة منخفضةثم يتكثف البخار على شكل فقاعات في هذه الطبقات. ينخفض ​​​​الضغط بسرعة وتنهار الفقاعات. يحدث الانهيار بسرعة كبيرة بحيث تصطدم جدران الفقاعة وتنتج ما يشبه الانفجار. العديد من هذه الانفجارات الصغيرة تخلق ضوضاء مميزة. عندما يسخن السائل بدرجة كافية، ستتوقف الفقاعات عن الانهيار وتطفو على السطح. سوف يغلي السائل.

يفسر اعتماد ضغط البخار المشبع على درجة الحرارة سبب اعتماد نقطة غليان السائل على الضغط الموجود على سطحه. يمكن أن تنمو فقاعة البخار عندما يتجاوز ضغط البخار المشبع بداخلها الضغط في السائل قليلاً، وهو مجموع ضغط الهواء على سطح السائل (الضغط الخارجي) والضغط الهيدروستاتيكي لعمود السائل.

دعونا ننتبه إلى حقيقة أن تبخر السائل يحدث عند درجات حرارة أقل من نقطة الغليان، ولكن فقط من سطح السائل، أثناء الغليان، يحدث تكوين البخار في كامل حجم السائل.

يبدأ الغليان عند درجة الحرارة التي يتساوى عندها ضغط البخار المشبع في الفقاعات ويصبح أكبر قليلاً من الضغط في السائل.

كلما زاد الضغط الخارجي، ارتفعت نقطة الغليان.

وهكذا، في غلاية بخارية عند ضغط يصل إلى 1.6 10 6 باسكال، لا يغلي الماء حتى عند درجة حرارة 200 درجة مئوية. في المؤسسات الطبية، في الأوعية المغلقة بإحكام - الأوتوكلاف (الشكل 11.3)، يحدث غليان الماء أيضًا عند ضغط مرتفع. ولذلك، فإن درجة غليان السائل أعلى بكثير من 100 درجة مئوية. وتستخدم الأوتوكلاف، على سبيل المثال، للتعقيم الأدوات الجراحية، تسريع تحضير الطعام (طنجرة الضغط)، حفظ الطعام، التفاعلات الكيميائية.

والعكس صحيح، من خلال تقليل الضغط الخارجي، فإننا بذلك نخفض درجة الغليان.

عن طريق ضخ الهواء وبخار الماء من الدورق، يمكنك جعل الماء يغلي في درجة حرارة الغرفة. عند صعود الجبال الضغط الجويتنخفض، وبالتالي تنخفض درجة الغليان. على ارتفاع 7134 م (قمة لينين في البامير) يبلغ الضغط حوالي 4 · 10 · 4 باسكال (300 ملم زئبق). يغلي الماء هناك عند حوالي 70 درجة مئوية. من المستحيل طهي اللحوم في ظل هذه الظروف.

كل سائل له نقطة غليان خاصة به، والتي تعتمد على خصائص السائل. عند نفس درجة الحرارة، يختلف ضغط البخار المشبع للسوائل المختلفة.

على سبيل المثال، عند درجة حرارة 100 درجة مئوية، يبلغ ضغط بخار الماء المشبع 101325 باسكال (760 ملم زئبق)، ويبلغ ضغط بخار الزئبق 117 باسكال فقط (0.88 ملم زئبق). وبما أن الغليان يحدث عند نفس درجة الحرارة التي يكون فيها ضغط البخار المشبع مساوياً للضغط الخارجي، فإن الماء يغلي عند 100 درجة مئوية، لكن الزئبق لا يغلي. يغلي الزئبق عند درجة حرارة 357 درجة مئوية عند الضغط العادي.

اعتماد ضغط البخار المشبع على درجة الحرارة.يتم وصف حالة البخار المشبع تقريبًا بواسطة معادلة حالة الغاز المثالي (3.4)، ويتم تحديد ضغطه تقريبًا بواسطة الصيغة

ومع زيادة درجة الحرارة، يزداد الضغط. وبما أن ضغط البخار المشبع لا يعتمد على الحجم، فإنه يعتمد فقط على درجة الحرارة.

ومع ذلك، فإن هذا الاعتماد، الذي تم اكتشافه تجريبيًا، لا يتناسب طرديًا، مثل اعتماد الغاز المثالي عند حجم ثابت. مع زيادة درجة الحرارة، يزداد ضغط البخار المشبع بشكل أسرع من ضغط الغاز المثالي (الشكل 52، قسم المنحنى AB).

يحدث هذا بواسطة السبب التالي. عند تسخين سائل ما بالبخار في وعاء مغلق، يتحول جزء من السائل إلى بخار. ونتيجة لذلك، وفقا للصيغة (5.1)، يزداد ضغط البخار ليس فقط بسبب زيادة درجة الحرارة، ولكن أيضا بسبب زيادة تركيز جزيئات (كثافة) البخار. الفرق الرئيسي في سلوك الغاز المثالي والبخار المشبع هو أنه عندما تتغير درجة حرارة البخار في وعاء مغلق (أو عندما يتغير الحجم عند درجة حرارة ثابتة)، تتغير كتلة البخار. يتحول السائل جزئيًا إلى بخار، أو على العكس، يتكثف البخار جزئيًا. لا شيء من هذا القبيل يحدث مع الغاز المثالي.

عندما يتبخر كل السائل، سيتوقف البخار عن التشبع عند المزيد من التسخين وسيزداد ضغطه عند حجم ثابت بنسبة مباشرة إلى درجة الحرارة المطلقة (القسم BC في الشكل 52).

الغليان.يفسر اعتماد ضغط البخار المشبع على درجة الحرارة سبب اعتماد نقطة غليان السائل على الضغط. عند الغليان، يتم تشكيل فقاعات بخار سريعة النمو في كامل حجم السائل، والتي تطفو على السطح. من الواضح أن فقاعة البخار يمكن أن تنمو عندما يزيد ضغط البخار المشبع بداخلها قليلاً عن الضغط في السائل، وهو مجموع ضغط الهواء على سطح السائل (الضغط الخارجي) والضغط الهيدروستاتيكي لعمود السائل .

يبدأ الغليان عند درجة الحرارة التي يكون فيها ضغط البخار المشبع في الفقاعات مساوياً للضغط في السائل.

كلما زاد الضغط الخارجي، ارتفعت نقطة الغليان. وهكذا، عند ضغط في غلاية بخارية يصل إلى Pa، لا يغلي الماء حتى عند درجة حرارة 200 درجة مئوية. في المؤسسات الطبية، يحدث أيضًا غليان الماء في أوعية محكمة الغلق - الأوتوكلاف (الشكل 53) - عند ضغط مرتفع. ولذلك، فإن نقطة الغليان أعلى بكثير من 100 درجة مئوية. يتم استخدام الأوتوكلاف لتعقيم الأدوات الجراحية والضمادات وما إلى ذلك.

على العكس من ذلك، من خلال تقليل الضغط، فإننا بذلك نخفض درجة الغليان. عن طريق ضخ الهواء وبخار الماء من الدورق، يمكنك جعل الماء يغلي في درجة حرارة الغرفة (الشكل 54). كلما تسلقت الجبال، انخفض الضغط الجوي. وبالتالي تنخفض درجة الغليان. على ارتفاع

7134 م (قمة لينين في جبال البامير) يساوي الضغط تقريبًا Pa (300 ملم زئبق). تبلغ درجة غليان الماء هناك حوالي 70 درجة مئوية. فمن المستحيل طهي اللحوم، على سبيل المثال، في ظل هذه الظروف.

يتم تحديد الفرق في نقاط غليان السوائل من خلال الفرق في ضغط البخار المشبع. كلما ارتفع ضغط البخار المشبع، انخفضت نقطة غليان السائل المقابل، لأنه في درجات الحرارة المنخفضة يصبح ضغط البخار المشبع مساوياً للضغط الجوي. على سبيل المثال، عند 100 درجة مئوية، يكون ضغط بخار الماء المشبع يساوي (760 ملم زئبق)، وبخار الزئبق يبلغ 117 باسكال فقط (0.88 ملم زئبق). يغلي الزئبق عند درجة حرارة 357 درجة مئوية عند الضغط العادي.

حرارة حرجة.مع زيادة درجة الحرارة، بالتزامن مع زيادة ضغط البخار المشبع، تزداد كثافته أيضًا. وعلى العكس من ذلك، فإن كثافة السائل المتوازن مع بخاره تنخفض بسبب تمدد السائل عند تسخينه. إذا رسمنا في أحد الأشكال منحنيات لاعتماد كثافة السائل وبخاره على درجة الحرارة، فبالنسبة للسائل سينخفض ​​المنحنى، وبالنسبة للبخار فسوف يرتفع (الشكل 55).

عند درجة حرارة معينة تسمى حرجة، يندمج كلا المنحنيين، أي أن كثافة السائل تصبح مساوية لكثافة البخار.

درجة الحرارة الحرجة هي درجة الحرارة التي تحدث فيها الاختلافات الخصائص الفيزيائيةبين السائل وبخاره المشبع.

عند درجة الحرارة الحرجة، تصبح كثافة (وضغط) البخار المشبع عند الحد الأقصى، وتكون كثافة السائل المتوازن مع البخار عند الحد الأدنى. حرارة نوعيةيتناقص التبخر مع زيادة درجة الحرارة وعند درجة الحرارة الحرجة يصبح مساوياً للصفر.

وتتميز كل مادة بدرجة حرارتها الحرجة الخاصة بها. على سبيل المثال، درجة الحرارة الحرجة للماء وأول أكسيد الكربون السائل (IV)

بسبب الحركة الحرارية، تتمتع بعض الجزيئات الموجودة على سطح السائل بسرعات عالية بما يكفي للتغلب على قوى التماسك التي تمسك الجزيئات في السائل وتترك السائل. وتسمى هذه الظاهرة التبخر. نتيجة الاصطدام، يمكن لجزيئات البخار أن تجد نفسها مرة أخرى بالقرب من سطح السائل وتخترق أعمق.

وهكذا تترك الجزيئات الفردية السائل وتعود إليه مرة أخرى. إذا هربت جزيئات أكثر من العودة، يتبخر السائل. على العكس من ذلك، إذا كان عدد الجزيئات المتطايرة للخارج أقل من عدد الجزيئات العائدة، يحدث تكثيف البخار. في حالة ترك نفس عدد الجزيئات للسائل عند عودته، يتم تحقيق التوازن بين البخار والسائل. البخار في هذه الحالة يسمى ثري. ضغط البخار المشبع عند درجة حرارة ثابتة هو قيمة ثابتة.

ضغط البخار المشبع لبعض المواد عند T = 20 درجة مئوية

بالنسبة للمحلول، فإن ضغط البخار المشبع هو مجموع ضغوط البخار المشبع لمكونات المحلول، مع مراعاة تركيزاتها، ويتم تحديده بواسطة قانون راؤول.

تميز قيمة ضغط البخار المشبع تقلب السائل. السمة الأخيرة مهمة جدًا عمليًا بالنسبة للمطور السائل عند استخدامها في الظروف الميدانية، خاصة في فترة الخريف والشتاء، عندما تنخفض درجة حرارة الهواء وينخفض ​​أداء عملية التحكم بشكل حاد نتيجة لأخذ المطور وقتا طويلا حتى يجف. وبالإضافة إلى ذلك، يرتبط التقلب سلامة البيئةكاشف الخلل، وكذلك السلامة من الحرائق والانفجارات للمنشأة بأكملها.

التكثيف الشعري– هذا هو تكثيف البخار في الشعيرات الدموية والشقوق الدقيقة للأجسام المسامية، وكذلك في الفراغات بين الجزيئات أو الأجسام الصلبة المتجاورة بشكل وثيق. يبدأ التكثيف الشعري بامتزاز جزيئات البخار عن طريق سطح التكثيف وتكوين الغضروف المفصلي السائل. وبما أن الترطيب يحدث، فإن شكل الغضاريف الهلالية في الشعيرات الدموية يكون مقعرًا، ويكون ضغط البخار المشبع p فوقها أقل من ضغط البخار المشبع p 0 فوق السطح المستوي.

وبالتالي، يحدث التكثيف الشعري عند ضغوط أقل من p0. يصل حجم السائل المتكثف في المسام إلى قيمة محددة عند p = p 0. في هذه الحالة، يكون السطح البيني للغاز السائل ذو انحناء صفر (التسطيح).

يزيد التكثيف الشعري من امتصاص (امتصاص) الأبخرة بواسطة الأجسام المسامية، خاصة بالقرب من نقطة التشبع بالبخار. يمكن أن يؤدي التكثيف الشعري إلى تدهور كبير في خصائص المطورين المستخدمين في اكتشاف عيوب الشعيرات الدموية عند تخزينها في حاويات مغلقة بشكل غير محكم، خاصة في ظروف الرطوبة العالية.

لقد تناولنا حتى الآن ظاهرة التبخر والتكثيف عند درجة حرارة ثابتة. الآن دعونا نلقي نظرة على تأثير درجة الحرارة. من السهل أن نرى أن تأثير درجة الحرارة قوي جدًا. في يوم حار أو بالقرب من الموقد، يجف كل شيء بشكل أسرع بكثير من البرد. وهذا يعني أن تبخر السائل الدافئ يكون أكثر كثافة من تبخر السائل البارد. هذا سهل الشرح. وفي السائل الدافئ، تتمتع المزيد من الجزيئات بالسرعة الكافية للتغلب على قوى التماسك والهروب من السائل. لذلك، مع زيادة درجة الحرارة، إلى جانب زيادة معدل تبخر السائل، يزداد أيضًا ضغط البخار المشبع.

يمكن اكتشاف الزيادة في ضغط البخار بسهولة باستخدام الجهاز الموصوف في الفقرة 291. فلنخفض القارورة التي تحتوي على الأثير إلى ماء دافئ. سنرى أن مقياس الضغط سيظهر زيادة حادة في الضغط. عن طريق خفض نفس القارورة إلى ماء باردأو الأفضل من ذلك، في خليط من الثلج والملح (§ 275)، نلاحظ، على العكس من ذلك، انخفاض الضغط.

لذلك، يعتمد ضغط البخار المشبع بقوة على درجة الحرارة. في الجدول ويبين الشكل 18 ضغط البخار المشبع للماء والزئبق عند درجات حرارة مختلفة. دعونا ننتبه إلى ضغط بخار الزئبق الضئيل في درجة حرارة الغرفة. ولنتذكر أنه عند قراءة البارومتر يتم إهمال هذا الضغط.

الجدول 18. ضغط البخار المشبع للماء والزئبق عند درجات حرارة مختلفة (مم زئبق)

من الرسم البياني لاعتماد ضغط البخار المشبع للماء على درجة الحرارة (الشكل 481) من الواضح أن زيادة الضغط المقابلة للزيادة في درجة الحرارة بمقدار ، تزداد مع درجة الحرارة. هذا هو الفرق بين البخار المشبع والغازات التي يزداد ضغطها عند تسخينها بالتساوي عند درجات الحرارة المنخفضة والمنخفضة. درجات حرارة عالية(عند ضغط 1/273 عند ). سيصبح هذا الاختلاف مفهومًا تمامًا إذا تذكرنا أنه عند تسخين الغازات بحجم ثابت، فإن سرعة الجزيئات فقط هي التي تتغير. عندما يتم تسخين نظام البخار السائل، كما أشرنا، لا تتغير سرعة الجزيئات فحسب، بل يتغير أيضًا عددها لكل وحدة حجم، أي عند درجة حرارة أعلى يكون لدينا بخار ذو كثافة أعلى.

الشكل 481. الاعتماد على ضغط بخار الماء المشبع

293.1. لماذا يعطي مقياس حرارة الغاز (§ 235) قراءات صحيحة فقط عندما يكون الغاز جافًا تمامًا؟

293.2. لنفترض أنه في وعاء مغلق، بالإضافة إلى السائل والبخار، هناك أيضا هواء. كيف سيؤثر ذلك على التغير في الضغط مع زيادة درجة الحرارة؟

293.3. يظهر الرسم البياني الموضح في الشكل التغير في ضغط البخار في وعاء مغلق مع زيادة درجة الحرارة. 482. ما هو الاستنتاج الذي يمكن استخلاصه فيما يتعلق بعمليات التبخر داخل الوعاء؟

أرز. 482. للتمرين 293.3

تبخر السوائل. مشبعة و أبخرة غير مشبعة. ضغط البخار المشبع. رطوبة الجو.

تبخر- التبخر الذي يحدث عند أي درجة حرارة من السطح الحر للسائل. يؤدي التوزيع غير المتساوي للطاقة الحركية للجزيئات أثناء الحركة الحرارية إلى حقيقة أنه عند أي درجة حرارة، فإن الطاقة الحركية لبعض الجزيئات السائلة أو صلبقد تتجاوز الطاقة الكامنة لارتباطها بجزيئات أخرى. أكثر الطاقة الحركيةتتميز الجزيئات بسرعة عالية، وتعتمد درجة حرارة الجسم على سرعة حركة جزيئاته، ولذلك يصاحب التبخر تبريد السائل. ويعتمد معدل التبخر على: مساحة السطح المفتوح، ودرجة الحرارة، وتركيز الجزيئات بالقرب من السائل.

تركيز- عملية تحول المادة من الحالة الغازية إلى الحالة السائلة.

يؤدي تبخر السائل في وعاء مغلق عند درجة حرارة ثابتة إلى زيادة تدريجية في تركيز جزيئات المادة المتبخرة في الحالة الغازية. وبعد فترة من بدء التبخر، يصل تركيز المادة في الحالة الغازية إلى قيمة يصبح عندها عدد الجزيئات العائدة إلى السائل يساوي العددخروج الجزيئات من السائل في نفس الوقت. يتم إنشاء توازن ديناميكي بين عمليتي التبخر وتكثيف المادة. تسمى المادة التي تكون في الحالة الغازية والتي تكون في حالة توازن ديناميكي مع السائل بالبخار المشبع. (البخار هو تجمع الجزيئات التي تترك السائل أثناء عملية التبخر). ويسمى البخار عند ضغط أقل من المشبع بأنه غير مشبع.

وبسبب التبخر المستمر للمياه من سطوح الخزانات والتربة والغطاء النباتي، وكذلك تنفس الإنسان والحيوان، فإن الغلاف الجوي يحتوي دائمًا على بخار الماء. ولذلك فإن الضغط الجوي هو مجموع ضغط الهواء الجاف وبخار الماء الموجود فيه. يصل ضغط بخار الماء إلى الحد الأقصى عندما يكون الهواء مشبعًا بالبخار. البخار المشبع، على عكس البخار غير المشبع، لا يخضع لقوانين الغاز المثالي. وبالتالي، فإن ضغط البخار المشبع لا يعتمد على الحجم، بل يعتمد على درجة الحرارة. لا يمكن التعبير عن هذا الاعتماد بصيغة بسيطة، لذلك، بناءً على دراسة تجريبية لاعتماد ضغط البخار المشبع على درجة الحرارة، تم تجميع الجداول التي يمكن من خلالها تحديد ضغطه عند درجات حرارة مختلفة.

ويسمى ضغط بخار الماء في الهواء عند درجة حرارة معينة بالرطوبة المطلقة، أو ضغط بخار الماء. وبما أن ضغط البخار يتناسب مع تركيز الجزيئات، يمكن تعريف الرطوبة المطلقة بأنها كثافة بخار الماء الموجود في الهواء عند درجة حرارة معينة، معبرًا عنها بالكيلوجرام لكل متر مكعب (ع).

معظم الظواهر الملاحظة في الطبيعة، مثل معدل التبخر، والتجفيف مواد مختلفةذبول النباتات لا يعتمد على كمية بخار الماء الموجودة في الهواء، بل على مدى قرب هذه الكمية من التشبع، أي على الرطوبة النسبية، التي تميز درجة تشبع الهواء ببخار الماء. في درجات حرارة منخفضة و رطوبة عاليةيزداد انتقال الحرارة ويصبح الشخص منخفض الحرارة. في درجات الحرارة المرتفعة والرطوبة، على العكس من ذلك، يتم تقليل نقل الحرارة بشكل حاد، مما يؤدي إلى ارتفاع درجة حرارة الجسم. الأكثر ملاءمة للبشر في خطوط العرض المناخية الوسطى هو الرطوبة النسبية 40-60%. الرطوبة النسبية هي نسبة كثافة بخار الماء (أو الضغط) في الهواء عند درجة حرارة معينة إلى كثافة (أو ضغط) بخار الماء عند نفس درجة الحرارة، معبرًا عنها كنسبة مئوية، أي.

الرطوبة النسبية تختلف على نطاق واسع. علاوة على ذلك، فإن التغير اليومي في الرطوبة النسبية هو عكس التغير اليومي في درجة الحرارة. خلال النهار، مع زيادة درجة الحرارة، وبالتالي مع زيادة ضغط التشبع، تنخفض الرطوبة النسبية، وفي الليل تزداد. نفس الكمية من بخار الماء يمكن أن تشبع الهواء أو لا تشبعه. عن طريق خفض درجة حرارة الهواء، يمكن جلب البخار الموجود فيه إلى التشبع. نقطة الندى هي درجة الحرارة التي يصبح عندها البخار الموجود في الهواء مشبعًا. عندما يتم الوصول إلى نقطة الندى في الهواء أو على الأجسام التي يتلامس معها، يبدأ بخار الماء في التكاثف. لتحديد رطوبة الهواء، يتم استخدام أدوات تسمى مقاييس الرطوبة ومقاييس الرطوبة.