« الفيزياء - الصف العاشر "

ما الذي تعتقد أنه سيحدث للبخار المشبع إذا انخفض الحجم الذي يشغله: على سبيل المثال ، إذا ضغطت البخار في حالة اتزان مع السائل في أسطوانة أسفل مكبس ، مع الحفاظ على درجة حرارة محتويات الأسطوانة ثابتة؟

عندما يتم ضغط البخار ، سيبدأ التوازن في الاختلال. ستزداد كثافة البخار في اللحظة الأولى قليلاً ، وستبدأ بالانتقال من الغاز إلى السائل أكثرجزيئات من السائل إلى الغاز. بعد كل شيء ، فإن عدد الجزيئات التي تترك السائل لكل وحدة زمنية يعتمد فقط على درجة الحرارة ، وضغط البخار لا يغير هذا الرقم. تستمر العملية حتى يتم إنشاء التوازن الديناميكي وكثافة البخار مرة أخرى ، وبالتالي لن يأخذ تركيز جزيئاتها قيمها السابقة. لذلك،

لا يعتمد تركيز جزيئات البخار المشبعة عند درجة حرارة ثابتة على حجمها.

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

ضغط الأس الهيدروجيني يسمى زوج n ، حيث يكون السائل في حالة توازن مع بخاره ضغط البخار المشبع.

عندما يتم ضغط البخار المشبع ، ينتقل المزيد والمزيد منه إلى الحالة السائلة. سائل من كتلة معينة يحتل حجمًا أصغر من بخار من نفس الكتلة. نتيجة لذلك ، يتناقص حجم البخار بكثافة ثابتة.

قوانين الغاز للبخار المشبع غير عادلة (بالنسبة لأي حجم عند درجة حرارة ثابتة ، يكون ضغط البخار المشبع هو نفسه). في الوقت نفسه ، تم وصف حالة البخار المشبع بدقة من خلال معادلة مندليف-كلابيرون.

بخار غير مشبع

> إذا تم ضغط البخار تدريجيًا عند درجة حرارة ثابتة ، ولم يحدث تحوله إلى سائل ، عندئذٍ يسمى هذا البخار غير مشبع.

مع انخفاض الحجم (الشكل 11.1) ، يزداد ضغط البخار غير المشبع (القسم 1-2) ، تمامًا كما يتغير الضغط مع انخفاض حجم الغاز المثالي. عند حجم معين ، يصبح البخار مشبعًا ، ومع مزيد من الضغط ، يتحول إلى سائل (القسم 2-3). في هذه الحالة ، سيكون البخار المشبع أعلى من السائل بالفعل.

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

ومع ذلك ، لا يتحول البخار إلى سائل عند أي درجة حرارة. إذا كانت درجة الحرارة أعلى من قيمة معينة ، فبغض النظر عن كيفية ضغط الغاز ، فلن يتحول أبدًا إلى سائل.

> تسمى درجة الحرارة القصوى التي لا يزال بإمكان البخار أن يتحول عندها إلى سائل حرارة حرجة.

كل مادة لها درجة حرارة حرجة خاصة 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 درجة الحرارة الحرجة ، عندما يتاح للبخار فرصة التحول 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 بواسطة معادلة حالة الغاز المثالي (10.4) ، ويتم تحديد ضغطه بواسطة الصيغة

ص ن. ن = nkT. (11.1)

مع ارتفاع درجة الحرارة ، يرتفع الضغط

نظرًا لأن ضغط البخار المشبع لا يعتمد على الحجم ، فإنه يعتمد فقط على درجة الحرارة.

ومع ذلك ، فإن اعتماد درجة الحموضة الضغط. تم العثور على n على درجة الحرارة T ، تجريبياً ، غير متناسب طرديًا ، كما هو الحال في غاز مثالي بحجم ثابت. مع زيادة درجة الحرارة ، يزداد ضغط البخار المشبع الحقيقي أسرع من ضغط الغاز المثالي (الشكل 11.2 ، مقطع من المنحنى AB). يصبح هذا واضحًا إذا رسمنا نظرات متساوية للغاز المثالي من خلال النقطتين A و B (خطوط متقطعة). لماذا يحدث هذا؟

عندما يتم تسخين سائل في وعاء مغلق ، يتحول جزء من السائل إلى بخار. نتيجة لذلك ، وفقًا للصيغة (11.1) ، يزداد ضغط البخار المشبع ليس فقط بسبب زيادة درجة حرارة السائل ، ولكن أيضًا بسبب زيادة تركيز جزيئات (كثافة) البخار.

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

لماذا جداول ضغط البخار المشبع مقابل درجة الحرارة ولا توجد جداول لضغط الغاز مقابل 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 ، سيتوقف البخار عن التشبع ، عند مزيد من التسخين ، وسيزداد ضغطه عند حجم ثابت بالتناسب المباشر مع درجة الحرارة المطلقة(انظر الشكل 11.2 ، جزء من منحنى BC).

الغليان.

مع زيادة درجة حرارة السائل ، يزداد معدل التبخر. أخيرًا ، يبدأ السائل في الغليان. عند الغليان ، تتشكل فقاعات بخار سريعة النمو في جميع أنحاء حجم السائل بالكامل ، والتي تطفو على السطح.

الغليان- هذه هي عملية التبخير التي تحدث في جميع أنحاء حجم السائل عند نقطة الغليان.

تحت أي ظروف يبدأ الغليان؟

كيف يتم إمداد السائل بالحرارة التي يتم إنفاقها أثناء الغليان من وجهة نظر النظرية الحركية الجزيئية؟

تظل درجة غليان السائل ثابتة. وذلك لأن كل الطاقة التي يتم توفيرها للسائل يتم إنفاقها على تحويله إلى بخار.

يحتوي السائل دائمًا على غازات مذابة تنطلق في قاع الإناء وجدرانه ، وكذلك على جزيئات الغبار العالقة في السائل ، وهي مراكز التبخر. الأبخرة السائلة داخل الفقاعات مشبعة. مع زيادة درجة الحرارة ، يزداد ضغط البخار ويزداد حجم الفقاعات. تحت تأثير قوة الطفو ، تطفو. إذا كانت الطبقات العليا من السائل لديها المزيد درجة حرارة منخفضة، ثم في هذه الطبقات يتكثف البخار في الفقاعات. ينخفض ​​الضغط بسرعة وتنهار الفقاعات. يكون الانهيار سريعًا لدرجة أن جدران الفقاعة ، عند اصطدامها ، تنتج شيئًا مثل الانفجار. العديد من هذه الانفجارات الدقيقة تخلق ضوضاء مميزة. عندما يسخن السائل بدرجة كافية ، تتوقف الفقاعات عن الانهيار وتطفو على السطح. سوف يغلي السائل.

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

دعونا ننتبه إلى حقيقة أن تبخر السائل يحدث أيضًا في درجات حرارة أقل من نقطة الغليان ، ولكن فقط من سطح السائل ، بينما يحدث تكوين البخار في جميع أنحاء حجم السائل بالكامل عند الغليان.

يبدأ الغليان عند درجة حرارة يتساوى عندها ضغط بخار التشبع في الفقاعات ويصبح أكبر قليلاً من الضغط في السائل.

كلما زاد الضغط الخارجي ، زادت نقطة الغليان.

لذلك ، في غلاية بخار عند ضغط يصل إلى 1.6 10 6 باسكال ، لا يغلي الماء حتى عند درجة حرارة 200 درجة مئوية. في المؤسسات الطبية في أوعية محكمة الإغلاق - الأوتوكلاف (الشكل 11.3) ، يغلي الماء أيضًا عند ضغط مرتفع. لذلك ، فإن درجة غليان السائل أعلى بكثير من 100 درجة مئوية. تستخدم الأوتوكلاف ، على سبيل المثال ، للتعقيم الأدوات الجراحية، تسريع الطبخ (قدر الضغط) ، حفظ الطعام ، إجراء التفاعلات الكيميائية.

على العكس من ذلك ، من خلال تقليل الضغط الخارجي ، فإننا بذلك نخفض نقطة الغليان.

عن طريق ضخ الهواء وبخار الماء من القارورة ، يمكنك جعل الماء يغلي في درجة حرارة الغرفة. عند تسلق الجبال الضغط الجويينخفض ​​، لذلك تقل درجة الغليان. على ارتفاع 7134 م (قمة لينين في باميرس) ، يكون الضغط حوالي 4 10 4 باسكال (300 ملم زئبق). يغلي الماء هناك عند درجة حرارة 70 درجة مئوية. من المستحيل طهي اللحوم في هذه الظروف.

لكل سائل نقطة غليان خاصة به ، والتي تعتمد على خصائص السائل. عند نفس درجة الحرارة ، يختلف ضغط بخار التشبع للسوائل المختلفة.

على سبيل المثال ، عند درجة حرارة 100 درجة مئوية ، يكون ضغط بخار الماء المشبع 101،325 باسكال (760 ملم زئبق) ، وبخار الزئبق 117 باسكال (0.88 ملم زئبق). نظرًا لأن الغليان يحدث عند نفس درجة الحرارة التي يكون عندها ضغط البخار المشبع مساويًا للضغط الخارجي ، فإن الماء يغلي عند 100 درجة مئوية ، لكن الزئبق لا يغلي. يغلي الزئبق عند 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

مع ارتفاع درجة الحرارة ، يرتفع الضغط. نظرًا لأن ضغط بخار التشبع لا يعتمد على الحجم ، فإنه يعتمد فقط على درجة الحرارة.

ومع ذلك ، فإن هذا الاعتماد الموجود تجريبياً ليس متناسبًا بشكل مباشر ، كما هو الحال في غاز مثالي بحجم ثابت. مع زيادة درجة الحرارة ، يزداد ضغط البخار المشبع أسرع من ضغط الغاز المثالي (الشكل 52 ، قسم من المنحنى AB).

يحدث من قبل السبب التالي. عندما يتم تسخين سائل بالبخار في وعاء مغلق ، يتحول جزء من السائل إلى بخار. نتيجة لذلك ، وفقًا للصيغة (5.1) ، يزداد ضغط البخار ليس فقط بسبب زيادة درجة الحرارة ، ولكن أيضًا بسبب زيادة تركيز جزيئات (كثافة) البخار. يتمثل الاختلاف الرئيسي في سلوك الغاز المثالي والبخار المشبع في 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 يتكثف البخار جزئيًا. لا شيء من هذا القبيل يحدث مع الغاز المثالي.

عندما يتبخر كل السائل ، سيتوقف البخار عن التشبع عند مزيد من التسخين وسيزداد ضغطه عند الحجم الثابت بالتناسب المباشر مع درجة الحرارة المطلقة (القسم BC في الشكل 52).

الغليان.يفسر اعتماد ضغط بخار التشبع على درجة الحرارة سبب اعتماد نقطة غليان السائل على الضغط. عند الغليان ، تتشكل فقاعات بخار سريعة النمو في جميع أنحاء حجم السائل ، والتي تطفو على السطح. من الواضح أن فقاعة بخار 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 حرارة يكون عندها ضغط بخار التشبع في الفقاعات مساويًا للضغط في السائل.

كلما زاد الضغط الخارجي ، زادت نقطة الغليان. وهكذا ، عند ضغط في غلاية بخار تصل إلى Pa ، لا يغلي الماء حتى عند درجة حرارة 200 درجة مئوية. في المؤسسات الطبية ، يحدث غليان الماء في أوعية محكمة الإغلاق - الأوتوكلاف (الشكل 53) - عند ضغط مرتفع. لذلك ، فإن نقطة الغليان أعلى بكثير من 100 درجة مئوية. تستخدم الأوتوكلاف لتعقيم الأدوات الجراحية والضمادات وما إلى ذلك.

على العكس من ذلك ، من خلال تقليل الضغط ، فإننا بذلك نخفض نقطة الغليان. عن طريق ضخ الهواء وبخار الماء من القارورة ، يمكنك جعل الماء يغلي في درجة حرارة الغرفة (الشكل 54). عندما تتسلق الجبال ، ينخفض ​​الضغط الجوي. لذلك ، تقل درجة الغليان. على ارتفاع

7134 م (ذروة لينين في بامير) الضغط يساوي تقريباً Pa (300 مم زئبق). تبلغ درجة غليان الماء هناك حوالي 70 درجة مئوية. من المستحيل طهي اللحوم على سبيل المثال في ظل هذه الظروف.

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

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

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

درجة الحرارة الحرجة هي درجة الحرارة التي تختلف فيها الخصائص الفيزيائيةبين سائل وبخاره المشبع.

عند درجة الحرارة الحرجة ، تصبح كثافة (وضغط) البخار المشبع قصوى ، وتصبح كثافة السائل في حالة توازن مع البخار عند الحد الأدنى. حرارة نوعيةيتناقص التبخر مع زيادة درجة الحرارة ويصبح صفراً عند درجة الحرارة الحرجة.

كل مادة لها درجة حرارتها الحرجة. على سبيل المثال ، درجة الحرارة الحرجة للماء ، في حين أن أول أكسيد الكربون السائل (IV)

بسبب الحركة الحرارية ، تتمتع بعض الجزيئات الموجودة على سطح السائل بسرعات عالية كافية للتغلب على قوى التماسك التي تمسك الجزيئات في السائل وتترك السائل. هذه الظاهرة تسمى التبخر. نتيجة للتصادم ، يمكن أن تكون جزيئات البخار مرة أخرى قريبة من سطح السائل وتخترق بشكل أعمق.

وهكذا ، تترك الجزيئات الفردية السائل وتعود إليه مرة أخرى. إذا هربت جزيئات أكثر مما عادت ، يتبخر السائل. على العكس من ذلك ، إذا هربت جزيئات أقل من العودة ، يحدث تكثف البخار. في الحالة التي يترك فيها السائل أكبر عدد ممكن من الجزيئات أثناء عودته ، يتم إنشاء توازن 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 ضغط البخار المشبع لمكونات المحلول ، مع مراعاة تركيزاتها ، ويتم تحديده بواسطة قانون راولت.

تميز قيمة ضغط البخار المشبع تقلب السائل. تعتبر الخاصية الأخيرة مهمة جدًا عمليًا لمرحلة السائل للمطورين عند استخدامها في المجال ، خاصة في فترة الخريف والشتاءعندما تنخفض درجة حرارة الهواء وينخفض ​​أداء عملية الفحص بشكل حاد بسبب جفاف المطور لفترة طويلة. بالإضافة إلى ذلك ، يرتبط التقلب سلامة البيئةجهاز التنظير ، بالإضافة إلى السلامة من الحرائق والانفجارات للمنشأة بأكملها.

التكثيف الشعري- هذا هو تكثيف البخار في الشعيرات الدموية والشقوق الدقيقة للأجسام المسامية ، وكذلك في الفجوات بين الجسيمات أو الأجسام الصلبة المتقاربة. يبدأ التكثيف الشعري بامتصاص جزيئات البخار بواسطة سطح التكثيف وتكوين هلالة سائلة. منذ حدوث التبليل ، يكون شكل الغضروف المفصلي في الشعيرات الدموية مقعرًا ، وضغط بخار التشبع p فوقها أقل من ضغط بخار التشبع p 0 فوق سطح مستو.

وبالتالي ، يحدث التكثيف الشعري عند ضغوط أقل من p0. يصل حجم السائل المتكثف في المسام إلى القيمة المحددة عند p = p 0. في هذه الحالة ، يكون لواجهة الغاز السائل انحناء صفري (مستوي).

يزيد التكثيف الشعري من امتصاص (امتصاص) الأبخرة بواسطة الأجسام المسامية ، خاصة بالقرب من نقطة تشبع البخار. يمكن أن يؤدي التكثيف الشعري إلى تدهور كبير في خصائص المطورين المستخدمين في اكتشاف الخلل الشعري عند تخزينهم في حاويات مغلقة بشكل غير محكم ، خاصة في ظروف الرطوبة العالية.

حتى الآن ، درسنا ظاهرة التبخر والتكثيف عند درجة حرارة ثابتة. الآن دعونا نلقي نظرة على تأثير درجة الحرارة. من السهل ملاحظة أن تأثير درجة الحرارة قوي جدًا. في يوم حار أو بالقرب من الموقد ، يجف كل شيء أسرع بكثير من البرد. هذا يعني أن تبخر السائل الدافئ يكون أكثر كثافة من التبخر البارد. يمكن تفسير ذلك بسهولة. في السائل الدافئ ، تمتلك جزيئات أكثر سرعة كافية للتغلب على قوى التماسك وكسر السائل. لذلك ، مع زيادة درجة الحرارة ، إلى جانب زيادة معدل تبخر السائل ، يزداد أيضًا ضغط البخار المشبع.

من السهل اكتشاف الزيادة في ضغط البخار باستخدام الجهاز الموصوف في الفقرة 291. دعونا نخفض الدورق باستخدام الأثير في ماء دافئ. سنرى أن مقياس الضغط سيظهر زيادة حادة في الضغط. اسقاط نفس القارورة في ماء باردأو أفضل في خليط الثلج والملح (§ 275) ، نلاحظ ، على العكس من ذلك ، انخفاض في الضغط.

لذلك ، فإن ضغط بخار التشبع يعتمد بشدة على درجة الحرارة. في الجدول. يوضح الشكل 18 ضغط بخار تشبع الماء والزئبق عند درجات حرارة مختلفة. لاحظ ضغط بخار الزئبق الضئيل عند درجة حرارة الغرفة. تذكر أنه عند قراءة مقياس الضغط يتم إهمال هذا الضغط.

الجدول 18- ضغط بخار الماء والزئبق المشبع عند درجات حرارة مختلفة (بالمليمتر زئبقي)

من الرسم البياني لاعتماد ضغط بخار الماء المشبع على درجة الحرارة (الشكل 481) ، يمكن ملاحظة أن زيادة الضغط تقابل ارتفاع درجة الحرارة بزيادة درجة الحرارة. هذا هو الفرق بين الغازات والبخار المشبع ، حيث يزداد ضغطهما عند تسخينهما بالتساوي في درجات الحرارة المنخفضة والمنخفضة. درجات حرارة عالية(لكل ضغط 1/273 عند). سيصبح هذا الاختلاف مفهومًا تمامًا إذا تذكرنا أنه عندما يتم 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 تتغير أيضًا عددها لكل وحدة حجم ، أي عند درجة حرارة أعلى لدينا بخار ذو كثافة أعلى.

شكل 481. اعتماد ضغط بخار الماء المشبع

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

293.2. افترض أنه في وعاء مغلق ، بالإضافة إلى السائل والبخار ، يوجد أيضًا هواء. كيف سيؤثر ذلك على تغير الضغط مع زيادة درجة الحرارة؟

293.3. يوضح الرسم البياني الموضح في الشكل التغير في ضغط البخار في وعاء مغلق مع زيادة درجة الحرارة. 482. ما هو الاستنتاج الذي يمكن استخلاصه بشأن عمليات التبخر داخل وعاء؟

أرز. 482. ممارسة 293.3

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

تبخر- حدوث تبخير عند أي درجة حرارة من السطح الحر للسائل. يؤدي التوزيع غير المتكافئ للطاقة الحركية للجزيئات أثناء الحركة الحرارية إلى حقيقة أنه في أي درجة حرارة تكون الطاقة الحركية لبعض جزيئات السائل أو جسم صلبيمكن أن تتجاوز الطاقة الكامنة لرابطتها مع الجزيئات الأخرى. أكبر الطاقة الحركيةلها جزيئات لها سرعة عالية ، وتعتمد درجة حرارة الجسم على سرعة حركة جزيئاته ، وبالتالي فإن التبخر يصاحب تبريد السائل. معدل التبخر يعتمد على: مساحة السطح المفتوحة ، درجة الحرارة ، تركيز الجزيئات بالقرب من السائل.

تركيز- عملية انتقال 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. بعد مرور بعض الوقت على بدء التبخر ، سيصل تركيز المادة في الحالة الغازية إلى هذه القيمة التي يصبح عندها عدد الجزيئات العائدة إلى السائل يساوي الرقمجزيئات تترك السائل في نفس الوقت. يتم إنشاء توازن ديناميكي بين عمليتي التبخر وتكثيف المادة. تسمى المادة الموجودة في الحالة الغازية والتي تكون في حالة توازن ديناميكي مع سائل بخار مشبع. (البخار عبارة عن مجموعة من الجزيئات التي تركت السائل في عملية التبخر.) يسمى البخار عند ضغط أقل من التشبع غير المشبع.

بسبب التبخر المستمر للمياه من أسطح الخزانات والتربة والنباتات ، وكذلك تنفس البشر والحيوانات ، يحتوي الغلاف الجوي دائمًا على بخار الماء. لذلك فإن الضغط الجوي هو مجموع ضغط الهواء الجاف وبخار الماء فيه. سيكون ضغط بخار الماء عند الحد الأقصى عندما يكون الهواء مشبعًا بالبخار. البخار المشبع ، على عكس البخار غير المشبع ، لا يخضع لقوانين الغاز المثالي. وبالتالي ، فإن ضغط بخار التشبع لا يعتمد على الحجم ، ولكنه 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 جداول يمكن من خلالها تحديد ضغطه عند درجات حرارة مختلفة.

يسمى ضغط بخار الماء في الهواء عند درجة حرارة معينة بالرطوبة المطلقة أو ضغط بخار الماء. نظرًا لأن ضغط البخار يتناسب مع تركيز الجزيئات ، يمكن تعريف الرطوبة المطلقة على أنها كثافة بخار الماء في الهواء عند درجة حرارة معينة ، معبرًا عنها بالكيلوجرام لكل متر مكعب (ع).

معظم الظواهر التي لوحظت في الطبيعة مثل معدل التبخر والجفاف مواد مختلفةلا يعتمد ذبول النباتات على كمية بخار الماء في الهواء ، ولكن على مدى اقتراب هذه الكمية من التشبع ، أي على الرطوبة النسبية ، التي تميز درجة تشبع الهواء ببخار الماء. في درجات حرارة منخفضة و رطوبة عاليةيزداد انتقال الحرارة ويتعرض الشخص لانخفاض حرارة الجسم. في درجات الحرارة والرطوبة المرتفعة ، يتم تقليل انتقال الحرارة بشكل حاد ، مما يؤدي إلى ارتفاع درجة حرارة الجسم. الأكثر ملاءمة للبشر في مناطق خطوط العرض المناخية المتوسطة 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 الاختلاف النهاري للرطوبة النسبية معكوس للتغير اليومي في درجة الحرارة. أثناء النهار ، مع زيادة درجة الحرارة ، وبالتالي مع زيادة ضغط التشبع ، تنخفض الرطوبة النسبية ، وفي الليل تزداد. يمكن أن تشبع نفس كمية بخار الماء الهواء أو لا تشبعه. من خلال خفض درجة حرارة الهواء ، من الممكن جعل البخار الموجود فيه يتشبع. نقطة الندى هي درجة الحرارة التي يتشبع عندها البخار الموجود في الهواء. عندما يتم الوصول إلى نقطة الندى في الهواء أو على الأشياء التي تتلامس معها ، يبدأ بخار الماء في التكثف. لتحديد رطوبة الهواء ، يتم استخدام أجهزة تسمى مقاييس الرطوبة وأجهزة قياس الرطوبة.