第九節(jié)飽和蒸汽空氣的濕度[目標(biāo)定位]1.知道飽和蒸汽和飽和汽壓的含義.2.了解相對(duì)濕度概念的含義以及它對(duì)人的生活和植物生長(zhǎng)等方面的影響.3.運(yùn)用所學(xué)的物理知識(shí)嘗試思考一些與生產(chǎn)和生活相關(guān)的實(shí)際問題．一、飽和蒸汽與飽和汽壓[導(dǎo)學(xué)探究]盛在敞口容器中的水，經(jīng)過一段時(shí)間后就沒有了；而盛在密閉容器中的水經(jīng)過相當(dāng)長(zhǎng)的時(shí)間后仍然存在，這是為什么呢？答案前者的水蒸發(fā)掉了，而后者由于密閉，水蒸氣最終與水形成一種動(dòng)態(tài)平衡．[知識(shí)梳理]1．飽和蒸汽：在密閉容器中的液體不斷地蒸發(fā)，液面上的蒸汽也不斷地液化，當(dāng)這兩個(gè)同時(shí)存在的過程達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡時(shí)，這種與液體處于動(dòng)態(tài)平衡的蒸汽叫做飽和蒸汽．沒有達(dá)到飽和狀態(tài)的蒸汽叫做未飽和蒸汽．2．飽和汽壓ps：液體的飽和蒸汽所具有的壓強(qiáng)．(1)同一種液體的飽和汽壓隨溫度的升高而增大．溫度不變時(shí)飽和汽壓不隨體積的改變而變化．(2)在相同溫度下，通常揮發(fā)性強(qiáng)的液體的飽和汽壓大．(3)氣體的實(shí)驗(yàn)定律不適用于飽和蒸汽，未飽和蒸汽近似遵循氣體實(shí)驗(yàn)定律．[延伸思考]有人說在密閉容器里的液體和氣體達(dá)到平衡時(shí)，蒸發(fā)就停止了，分子運(yùn)動(dòng)也停止了，這種說法對(duì)嗎？答案這種說法不對(duì)．達(dá)到平衡時(shí)單位時(shí)間內(nèi)逸出液面的分子數(shù)與回到液面的分子數(shù)相等，是一種動(dòng)態(tài)平衡，并非分子運(yùn)動(dòng)停止．二、空氣的濕度[導(dǎo)學(xué)探究]夏日無風(fēng)的傍晚，人們往往感到悶熱潮濕，身上的汗液也蒸發(fā)不出去，這是為什么呢？答案在悶熱潮濕的天氣里，由于空氣濕度大，汗液的蒸發(fā)和周圍的空氣達(dá)到一種動(dòng)態(tài)平衡．[知識(shí)梳理]1．相對(duì)濕度(1)定義式：B＝eq\f(p,ps)×100%其中：p為空氣中水蒸氣的壓強(qiáng)，ps為同溫度下水的飽和汽壓．(2)意義：B越大空氣越潮濕，B越小空氣越干燥．2．濕度計(jì)：測(cè)量空氣的相對(duì)濕度．[延伸思考]我們感覺環(huán)境潮濕，是由于環(huán)境的絕對(duì)濕度大嗎？答案不是．許多和濕度有關(guān)的現(xiàn)象，如蒸發(fā)的快慢、植物的枯萎、動(dòng)物的感覺等，不是直接跟大氣的絕對(duì)濕度有關(guān)，而是跟相對(duì)濕度有關(guān)．絕對(duì)濕度相同時(shí)，氣溫越高，離飽和狀態(tài)越遠(yuǎn)，越容易蒸發(fā)，感覺越干燥；相反，氣溫越低，越接近飽和狀態(tài)，感覺越潮濕.一、飽和蒸汽與飽和汽壓例1如圖1所示，在一個(gè)帶活塞的容器底部有一定量的水，現(xiàn)保持溫度不變，上提活塞，平衡后底部仍有部分水，則()圖1A．液面上方水蒸氣從飽和變成未飽和B．液面上方水蒸氣的質(zhì)量增加，密度減小C．液面上方水蒸氣的密度減小，壓強(qiáng)減小D．液面上方水蒸氣的密度和壓強(qiáng)都不變答案D解析在一定溫度下，飽和蒸汽的分子數(shù)密度是一定的，飽和蒸汽的壓強(qiáng)也是一定的．活塞上提前，密閉容器中水面上水蒸氣為飽和蒸汽，水蒸氣密度一定，其飽和汽壓一定．當(dāng)活塞上提時(shí)，密閉容器中水面會(huì)有水分子飛出，使其上方水蒸氣與水又重新處于動(dòng)態(tài)平衡，達(dá)到飽和狀態(tài)．在溫度保持不變的條件下，水蒸氣密度不變，飽和汽壓也保持不變．故選D.例2(多選)將未飽和蒸汽轉(zhuǎn)化成飽和蒸汽，下列方法可靠的是()A．保持溫度不變，增大體積B．保持溫度不變，減小壓強(qiáng)C．保持體積不變，降低溫度D．保持體積不變，減小壓強(qiáng)答案CD解析未飽和蒸汽的密度小于飽和蒸汽的密度，壓強(qiáng)小于飽和汽壓，因?yàn)槲达柡驼羝麑?duì)氣體實(shí)驗(yàn)定律是近似適用的，保持溫度不變，增大體積，可以減小壓強(qiáng)，減小未飽和蒸汽的密度，A、B錯(cuò)誤；若保持體積不變，降低溫度，則飽和汽壓減?。蝗羰箟簭?qiáng)減小，則溫度降低，飽和汽壓減小，C、D均正確．二、空氣的濕度例3氣溫為10℃時(shí)，測(cè)得空氣的絕對(duì)濕度p＝800Pa，則此時(shí)的相對(duì)濕度為多少？如果絕對(duì)濕度不變，氣溫升至20℃，相對(duì)濕度又為多少？(已知10℃的水的飽和汽壓為p1＝1.228×103Pa；20℃時(shí)水的飽和汽壓為p2＝2.338×103Pa.)答案65.1%34.2%解析10℃時(shí)水的飽和汽壓為p1＝1.228×103Pa，由相對(duì)濕度公式得此時(shí)的相對(duì)濕度：B1＝eq\f(p,p1)×100%＝eq\f(800Pa,1.228×103Pa)×100%≈65.1%.20℃時(shí)水的飽和汽壓為p2＝2.338×103Pa，同理得相對(duì)濕度：B2＝eq\f(p,p2)×100%＝eq\f(800Pa,2.338×103Pa)×100%≈34.2%.三、濕度計(jì)例4(多選)干濕球濕度計(jì)的濕球溫度計(jì)與干球溫度計(jì)的示數(shù)差距越大，表示()A．空氣的絕對(duì)濕度越大B．空氣的相對(duì)濕度越小C．空氣中的水蒸氣的實(shí)際壓強(qiáng)離飽和程度越近D．空氣中的水蒸氣的絕對(duì)濕度離飽和程度越遠(yuǎn)答案BD解析干濕球濕度計(jì)的濕球溫度計(jì)的水銀球上包著棉紗，棉紗的下端浸在水中，由于水的蒸發(fā)，濕球溫度計(jì)示數(shù)總低于干球溫度計(jì)示數(shù)，空氣越干燥，即相對(duì)濕度越小，濕球溫度計(jì)上的水蒸發(fā)越快，溫度計(jì)示數(shù)越低，與干球溫度計(jì)示數(shù)的差距越大，可見B正確．并且，空氣越干燥，即相對(duì)濕度越小，由相對(duì)濕度的定義公式：相對(duì)濕度＝eq\f(水蒸氣的實(shí)際壓強(qiáng),同溫度水的飽和汽壓)可知，這時(shí)空氣中的水蒸氣的實(shí)際壓強(qiáng)即絕對(duì)濕度離同溫度水的飽和汽壓越遠(yuǎn)，故D正確．飽和蒸汽空氣的濕度eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(飽和蒸汽與飽和汽壓\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(飽和蒸汽是一種動(dòng)態(tài)平衡的蒸汽,飽和汽壓)),空氣的濕度\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(絕對(duì)濕度,相對(duì)濕度))))1．(飽和蒸汽與飽和汽壓)(多選)一個(gè)玻璃瓶中裝有半瓶液體，擰緊瓶蓋經(jīng)過一段時(shí)間后，則()A．不再有液體分子飛出液體表面B．停止蒸發(fā)C．蒸發(fā)仍在進(jìn)行D．在相同時(shí)間內(nèi)從液體里飛出去的分子數(shù)等于返回液體的分子數(shù)，液體和蒸汽達(dá)到了動(dòng)態(tài)平衡答案BD解析當(dāng)液面上方的氣體內(nèi)所含的蒸汽達(dá)到飽和后，處于動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)，但仍有分子跑出液面，只不過在相同時(shí)間內(nèi)，返回的分子數(shù)與跑出的分子數(shù)相等．2．(飽和蒸汽與泡和汽壓)下列關(guān)于飽和蒸汽與飽和汽壓的說法中，正確的是()A．密閉容器中某種蒸汽開始時(shí)若是飽和的，保持溫度不變，增大容器的體積，蒸汽仍是飽和的B．對(duì)于同一種液體，飽和汽壓隨溫度升高而增大C．溫度不變時(shí)，飽和汽壓隨飽和汽體積的增大而增大D．相同溫度下，各種液體的飽和汽壓都相同答案B解析密閉容器中某種蒸汽開始時(shí)若是飽和的，保持溫度不變，增大容器的體積，就會(huì)變成不飽和蒸汽，所以A錯(cuò)；溫度一定時(shí)，同種液體的飽和汽壓與飽和蒸汽的體積無關(guān)，也與液體上方有無其他氣體無關(guān)．例如，100℃時(shí)飽和水汽壓是76cmHg，所以C錯(cuò)；相同溫度下，不同液體的飽和汽壓是不相同的，所以D錯(cuò)．3．(空氣的濕度)空氣濕度對(duì)人們的生活有很大影響，當(dāng)濕度與溫度搭配得當(dāng)，通風(fēng)良好時(shí)，人們才會(huì)感覺舒適．關(guān)于空氣濕度，以下結(jié)論不正確的是()A．絕對(duì)濕度大而相對(duì)濕度不一定大，相對(duì)濕度大而絕對(duì)濕度也不一定大，必須指明溫度這一條件B．相對(duì)濕度是100%，表明在當(dāng)時(shí)的溫度下，空氣中水汽已達(dá)到飽和狀態(tài)C．在絕對(duì)濕度一定的情況下，氣溫降低時(shí)，相對(duì)濕度將減小D．在絕對(duì)濕度一定的情況下，氣溫升高時(shí)，相對(duì)濕度將減小答案C解析相對(duì)濕度定義B＝eq\f(p,ps)×100%，式中p為空氣中水蒸氣的實(shí)際壓強(qiáng)，ps為同一溫度下水的飽和汽壓，ps在不同溫度下的值是不同的，溫度越高，ps越大，故A說法正確；相對(duì)濕度為100%，說明在當(dāng)時(shí)的溫度下，空氣中所含水蒸氣的實(shí)際壓強(qiáng)已達(dá)到飽和汽壓，B說法正確；絕對(duì)濕度p不變時(shí)，氣溫降低，ps減小，相對(duì)濕度增加，氣溫升高，相對(duì)濕度則減小，故C說法錯(cuò)誤，D說法正確．故選C.4．(濕度計(jì))下列關(guān)于干濕球濕度計(jì)的說法正確的是()A．干濕球濕度計(jì)測(cè)的是絕對(duì)濕度B．濕球溫度計(jì)所示的溫度高于干球溫度計(jì)所示的溫度C．干球溫度計(jì)所示的溫度高于濕球溫度計(jì)所示的溫度D．干球溫度計(jì)與濕球溫度計(jì)所示的溫度差越大，相對(duì)濕度越大答案C解析因?yàn)楦蓾袂驖穸扔?jì)由兩支溫度計(jì)組成，用來測(cè)空氣溫度的溫度計(jì)是干球溫度計(jì)，另一支溫度計(jì)的水銀球上包有棉紗，棉紗的另一端浸在水中，是濕球溫度計(jì)，由于水蒸發(fā)吸熱，濕球溫度計(jì)的示數(shù)總小于干球溫度計(jì)的示數(shù)．故C選項(xiàng)正確．相對(duì)濕度越小，濕球溫度計(jì)上的水蒸發(fā)越快，干球溫度計(jì)與濕球溫度計(jì)所示的溫度差越大．題組一飽和蒸汽與飽和汽壓1．下列對(duì)動(dòng)態(tài)平衡的說法不正確的是()A．當(dāng)氣態(tài)分子數(shù)的密度增大到一定程度時(shí)就會(huì)達(dá)到這樣的狀態(tài)B．在相同時(shí)間內(nèi)回到液體中的分子數(shù)等于從液體表面飛出去的分子數(shù)C．此時(shí)，蒸汽的密度不再增大，液體也不再減少D．蒸發(fā)的速度不再改變，以恒速蒸發(fā)答案D解析對(duì)水的蒸發(fā)過程進(jìn)行分析判斷：當(dāng)達(dá)到動(dòng)態(tài)平衡時(shí)，蒸發(fā)停止，故D選項(xiàng)錯(cuò)誤．2．(多選)由飽和蒸汽和飽和汽壓的概念判斷下列結(jié)論正確的是()A．氣體和液體之間的動(dòng)態(tài)平衡是指汽化和液化同時(shí)進(jìn)行的過程，且進(jìn)行的速率相等B．一定溫度下飽和蒸汽的密度為一定值，溫度升高，飽和蒸汽的密度增大C．一定溫度下的飽和汽壓，隨飽和蒸汽的體積增大而增大D．飽和汽壓跟絕對(duì)濕度成正比答案AB解析由動(dòng)態(tài)平衡概念可知A正確．在一定溫度下，飽和蒸汽的密度是一定的，它隨著溫度升高而增大，B正確．一定溫度下的飽和汽壓與體積無關(guān)，C錯(cuò)誤．飽和汽壓隨溫度升高而增大，原因是：溫度升高時(shí)，飽和蒸汽的密度增大；溫度升高時(shí)，分子平均速率增大．理想氣體狀態(tài)方程不適用于飽和蒸汽，飽和汽壓和絕對(duì)濕度的關(guān)系不成正比，D錯(cuò)誤．3．密閉容器中裝有少量液態(tài)乙醚，下列現(xiàn)象不可能發(fā)生的是()A．當(dāng)容器溫度升高時(shí)，液態(tài)乙醚逐漸減少B．當(dāng)容器溫度降低時(shí)，液態(tài)乙醚逐漸減少C．當(dāng)容器升高到一定溫度時(shí)，液態(tài)乙醚消失D．液態(tài)乙醚消失后，若冷卻容器，容器中又出現(xiàn)液態(tài)乙醚答案B解析溫度升高，飽和蒸汽的密度增大，所以A、C、D可能發(fā)生，B不可能發(fā)生．4．(多選)圖1為水的飽和汽壓圖象，由圖可知()水的飽和汽壓與溫度的關(guān)系圖1A．飽和汽壓與溫度有關(guān)B．飽和汽壓隨溫度升高而增大C．飽和汽壓隨溫度升高而減小D．未飽和汽的壓強(qiáng)一定大于飽和汽的壓強(qiáng)答案AB解析這是水的飽和汽壓隨溫度變化的圖線，由題圖知，水的飽和汽壓隨溫度的升高而增大．5．液體的飽和汽壓隨溫度的升高而增大()A．其規(guī)律遵循查理定律B．是因?yàn)轱柡驼羝馁|(zhì)量隨溫度的升高而增大C．是因?yàn)轱柡驼羝捏w積隨溫度的升高而增大D．是因?yàn)轱柡驼羝芏群驼羝肿拥钠骄俾识茧S溫度的升高而增大答案D解析飽和蒸汽的壓強(qiáng)與溫度的關(guān)系不遵循查理定律，當(dāng)溫度升高時(shí)，蒸汽分子的平均速率增大，蒸汽分子的密度增大，所以D選項(xiàng)正確．6．關(guān)于同種氣體在相同溫度下的未飽和蒸汽、飽和蒸汽的性質(zhì)，下面說法正確的是()A．兩種蒸汽的壓強(qiáng)一樣大，飽和蒸汽的密度較大B．飽和蒸汽的壓強(qiáng)較大，分子的平均動(dòng)能也較大C．兩種蒸汽的壓強(qiáng)一樣大，分子的平均動(dòng)能也一樣大D．兩種蒸汽的分子平均動(dòng)能一樣大，飽和蒸汽的密度較大答案D解析與液體處于動(dòng)態(tài)平衡的蒸汽叫飽和蒸汽；沒有達(dá)到飽和狀態(tài)的蒸汽叫未飽和蒸汽．可見，兩種蒸汽在同一溫度下密度是不同的，未飽和蒸汽較小，飽和蒸汽較大．由溫度是分子平均動(dòng)能的標(biāo)志可知這兩種蒸汽分子的平均動(dòng)能相同，而密度不同，兩種蒸汽的壓強(qiáng)也不同．7.如圖2所示，一個(gè)有活塞的密閉容器(導(dǎo)熱性良好)內(nèi)盛有飽和蒸汽與少量的水，則可能發(fā)生的現(xiàn)象是()圖2A．溫度保持不變，慢慢地推進(jìn)活塞，容器內(nèi)水的飽和汽壓會(huì)增大B．溫度保持不變，慢慢地推進(jìn)活塞，容器內(nèi)水的飽和汽壓不變C．溫度保持不變，慢慢地拉出活塞，容器內(nèi)水的飽和汽壓會(huì)減小D．不移動(dòng)活塞而將容器放在沸水中，容器內(nèi)水的飽和汽壓不變答案B解析慢慢推進(jìn)活塞和慢慢拉出活塞，密閉容器內(nèi)體積發(fā)生變化，而溫度保持不變，飽和蒸汽的壓強(qiáng)只和溫度有關(guān)，與體積無關(guān)，故選項(xiàng)A、C錯(cuò)，B正確．不移動(dòng)活塞而將容器放入沸水中，容器內(nèi)溫度升高，水的飽和汽壓增大，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．題組二空氣的濕度8．(多選)關(guān)于空氣濕度，下列說法正確的是()A．當(dāng)人們感到潮濕時(shí)，空氣的絕對(duì)濕度一定較大B．當(dāng)人們感到干燥時(shí)，空氣的相對(duì)濕度一定較小C．空氣的絕對(duì)濕度用空氣中所含水蒸氣的壓強(qiáng)表示D．空氣的相對(duì)濕度定義為水的飽和汽壓與相同溫度時(shí)空氣中所含水蒸氣的壓強(qiáng)之比答案BC解析相對(duì)濕度越大，人感覺越潮濕，相對(duì)濕度大時(shí)，絕對(duì)濕度不一定大，故A錯(cuò)誤；相對(duì)濕度較小時(shí)，人感覺干燥，故B正確；空氣中水蒸氣的壓強(qiáng)表示的濕度叫做空氣的絕對(duì)濕度，空氣中水蒸氣的壓強(qiáng)與同一溫度下水的飽和汽壓之比表示的濕度叫做相對(duì)濕度，故C正確，D錯(cuò)誤．9．(多選)在相對(duì)濕度相同的情況下，比較可得()A．冬天的絕對(duì)濕度大 B．夏天的絕對(duì)濕度大C．冬天的絕對(duì)濕度小 D．夏天的絕對(duì)濕度小答案BC解析因冬天比夏天的氣溫低，對(duì)應(yīng)的飽和汽壓小，又根據(jù)相對(duì)濕度公式可知，冬天的絕對(duì)濕度小，夏天的絕對(duì)濕度大，所以B、C對(duì)．10．不同溫度下水的飽和汽壓如表所示，由如下數(shù)據(jù)能確定天氣最干燥的是()不同溫度下水的飽和汽壓(單位：毫米汞柱)t/℃－505102030p3.164.586.549.2117.5431.82A.天氣溫度為－5℃，絕對(duì)濕度為2mm汞柱B．天氣溫度為0℃，絕對(duì)濕度為3mm汞柱C．天氣溫度為10℃，絕對(duì)濕度為3mm汞柱D．天氣溫度為20℃，絕對(duì)濕度為10mm汞柱答案C解析選項(xiàng)A，B1＝eq\f(2,3.16)×100%≈63.3