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如何使空中的水汽达到饱和

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如何使空中的水汽达到饱和

文章插图
（1）降低温度，使饱和水汽压减小
达到饱和状态的水汽含量与温度有直接关系 。温度越高，具有足够动能跑出液面的分子就越多，与液体保持平衡的饱和水汽的密度就越大，它的压强也就越大 。这说明饱和水汽压随温度的升高而增大，这时单位体积的空气所容纳的水汽增多 。反之，温度越低，饱和水汽压越小，这时单位体积的空气所容纳的水汽越少 。所以说，只要降低空气中温度以降低空气的饱和水汽压，促使空中有更多的水汽达到饱和状态 。
（2）增加粉中的水汽含量
直接增加水汽，途径之一：是依靠江、河、湖、海水面直接蒸发，同时动植物的表皮和动植物呼吸时也有水汽不断地输入空气中，而使空气中水汽增加 。但是，它们也只能使贴近水层或自身近处水汽达到饱和 。途径之二：通过空中出现一些吸湿性较强的微粒，吸引周围水汽，同时使其周围聚集着许多水汽，尽管微粒周围的水汽能达到饱和或过饱和，但是对于整个空间来说，其水汽量并没增多，且大部分仍旧未能得到饱和 。途径之三：通过提高蒸发面的温度，以使大气中的水汽密度增大 。但是，由于水汽向远方扩散单靠增大水汽密度，还不能使局部大气中水汽达到饱和 。可见，想通过直接增加水汽使空中的水汽多数达到饱和的可能性不大，即使加上微弱的气流以影响近地层空气，最多也只能形成雾，还不能生成云 。因此，还是必须依靠降低大气的温度，使空气的水汽达到饱和状态 。
（3）在大气中常见的降温过程途径
膨胀冷却：对于理想气体的准静态绝热过程不说，当气压一定时，气体的体积与温度成反比（TVγ-1=常数），气体膨胀，必然冷却降温 。在大气中，由于气流上升过程进行得很快，以致同外界没有显著热量交换的过程都可近视地看作绝热过程 。所以大气中膨胀降温主要是靠气流的上升过程而实现的 。在大气中，高度越高，气压越低，上升的气块由于周围气压不断下降，气块也就逐渐膨胀，从而降温 。产生膨胀冷却的另一种方式是发生在原地，即气块上空暖气流流入，使气压骤然下降而产生 。这种膨胀过程很快，凝结量也多，易于至云，是自然界中水汽凝结最重要的过程 。
辐射冷却：在晴朗无风的夜晚，由于地面辐射而冷却，接近地面的空气也随之冷却，当冷却到露点时，空气中的水汽便达到饱和 。
接触冷却：当暖气团与冷气团接触后使暖气团冷却，或者暖气团流经冷空气上方时，接触面都会因冷空气作用而冷却 。
混合冷却：温度相差较大，而且接近饱和的两个空气团相混合时，平均温度在露点以下，在有北方冷空气南下时，或有热带暖气团北上时会发出混合冷却，大气中的水汽很快达到饱和或过饱和，此时多阴雨天气 。
大气中水汽的含量虽然不多，却是大气中极其活跃的成分，在天气和气候中扮演着重要的角色 。大气中的水汽含量有很多种测量方法，日常生活中人们最关心的是水汽压、绝对湿度和相对湿度 。
水汽压（e）是大气压力中水汽的分压力，和气压一样用百帕来度量 。以前气压和水汽压常以水银柱的毫米数来测度，1百帕=0.75008毫米水银柱 。在一定温度下空气中水汽达到饱和时的分压力，称为饱和水汽压（E） 。饱和水汽压随着气温的升高而迅速增加 。
绝对湿度（a）指单位体积湿空气中含有的水汽质量，也就是空气中的水汽密度，单位为克/立方厘米或千克/立方米 。绝对湿度不容易直接测量，实际使用比较少 。如果水汽压的单位为千帕，绝对湿度的单位取千克/立方米，则两者关系为：a=2.165e/T 千克/立方米，其中T是温度 。
根据理想气体状态方程：pV=nRT
则n=PV/(RT)
本例中P=e V=1立方米
【如何使空中的水汽达到饱和】R=8.31441±0.00026J/(mol·K)
则一立方中蒸汽的量=e*1/（8.31441*T)
水分子量：18
换算成质量：e*1/（8.31441*T)*18=2.165e/T (E的单位为千帕）
相对湿度（f）指空气的水汽压e与同一温度下的饱和水汽压E之比，以百分数表示是：f=e/E %
相对湿度的大小表示空气接近饱和的程度 。当f=100%时，表示空气已经达到饱和；未饱和时，f<100%；过饱和时f>100% 。相对湿度的大小不仅与大气中水汽含量有关，而且还随气温升高而降低 。

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