Áp suất hơi bão hòa là gì? Bảng nước và hơi nước bão hòa?

Áp suất hơi bão hòa là gì? Bảng nước và hơi nước bão hòa theo nhiệt độ, áp suất, khối lượng riêng của nước và một số chỉ số khác. Cùng khám phá với Nihophawa nhé.

Hơi nước bão hòa là loại hơi xảy ra khi các pha lỏng và khí của nước tồn tại đồng thời ở 1 nhiệt độ và áp suất ổn định. Nói 1 cách đơn giản hơn, hơi nước ở trạng thái cân bằng với nước nóng. Trong điều kiện bão hòa, tốc độ nước bị bay hơi bằng với tốc độ ngưng tụ.

Khi nhiệt độ áp dụng vào nước và tiếp tục tăng đến khi đạt điểm sôi ở áp suất đó. Thêm nhiệt, nước bốc hơi và chuyển thành dạng khí. Hơi nước tồn tại cùng nhiệt độ với nước mà nó được hình thành gọi là hơi bão hòa. Nói cách khác, hơi nước bão hòa tồn tại ở khoảng 100⁰C trong môi trường áp suất khí quyển.

1 trong những đặc tính của hơi nước bão hòa là khô – tức là không chứa bất kỳ giọt nước nào. 1 tính chất quan trọng khác của hơi bão hòa là vô hình với mắt người. Hơi bão hòa có thể quan sát ở gần vòi xả của 1 lỗ thông hơi. Khi hơi bão hòa đi ra xa vòi và vào khí quyển, nhiệt độ giảm xuống khiến nước ngưng tụ thành những đám hơi trắng (có chứa các giọt nước). Đó gọi là hơi ướt.

Hơi khô

Là hơi nước ở nhiệt độ bão hòa nhưng không chứa các hạt nước trong huyền phù, hầu như không có độ ẩm.

Hơi khô chứa không quá 1 nửa độ ẩm. Sự hiện diện của độ ẩm trong hơi nước gây ra sự lắng đọng, ăn mòn và giảm tuổi thọ của nồi hơi hoặc các bộ trao đổi nhiệt khác. Do đó, trong các ứng dụng tiệt trùng, hơi khô phù hợp hơn cả. Nhờ khả năng trao đổi năng lượng tốt và không gây ra ăn mòn.

Hơi khô là hơi bão hòa đã được làm nóng. Khi nước được làm nóng đến điểm sôi và sau đó hóa hơi bằng nhiệt bổ sung. Nếu hơi này được làm nóng thêm trên điểm bão hòa, nó sẽ trở thành hơi quá nhiệt. Trong hơi khô, tất cả nhiệt lượng có mặt được sử dụng để biến nước thành hơi nước, do đó, không có giọt.

Khi hơi được sản xuất bằng nồi hơi hoặc máy tạo hơi nước, thường có độ ẩm xuất phát từ nước mà tạo ra. Sự hiện diện của bất kỳ độ ẩm nào như vậy đủ để làm cho hơi nước trở nên ướt. Các thiết bị tạo hơi nước sạch được sử dụng cho ngành dược phẩm. Thiết kế tạo hơi nước khô, trong suốt, không màu, không độ ẩm.

Độ khô của hơi nước có ảnh hưởng trực tiếp đến tổng năng lượng chuyển đổi. Ảnh hưởng đến hiệu quả và chất lượng truyền nhiệt. Định lượng hơi nước để đánh giá độ khô. Ví dụ, nếu hơi nước chứa 10% độ ẩm theo khối lượng, được cho là khô 90% hoặc độ khô là 0.9.

Độ ẩm trong hơi nước làm tăng khả năng ăn mòn. Độ ẩm di chuyển ở vận tốc hơi cao làm mòn van và phụ kiện. Gây ra van điều khiển hoạt động bất thường. Hơi nước tinh kiết không mang theo bất kỳ tạp chất nào, nhưng nước thì có. Những tạp chất này làm mất năng lượng gia nhiệt thêm cho hệ thống đường ống và bề mặt tiếp xúc.

Hơi ướt

Hơi ướt là hỗn hợp của hơi nước và nước lỏng. Tồn tại ở nhiệt độ bão hòa chứa hơn 5% độ ẩm. Được cho là hỗn hợp 2 pha giữa hơi nước chứa những giọt nước không đổi pha.

Hơi nước ướt được tạo ra bởi nước nóng, sau đó chuyển thành hơi nước ở giai đoạn đầu tiên. Nếu thêm nhiệt vào hơi ướt ở áp suất cài đặt, nhiệt độ sẽ giữ nguyên cho đến khi tất cả chất lỏng bị bay hơi. Chỉ sau đó, nhiệt độ tăng lên trên mức bão hòa, cho phép hình thành hơi nước ướt.

Lượng nước trong hơi ướt thể hiện chất lượng. Sự vượt trội của hơi nước liên quan đến % lưu lượng hơi tính theo trọng lượng là hơi và nước. Hơi chiếm 90% và nước 10% được gọi là hơi nước chất lượng 90%. Hơi ướt là loại khó đo nhất.

Hơi ướt có thể gây ra ăn mòn trong các thiết bị sử dụng nước. Các thiết bị dễ bị hư hại như cánh tuabin, đường ống hơi áp suất thấp và bộ trao đổi nhiệt. Hơi ướt làm giảm hiệu quả truyền nhiệt của hơi nước, dẫn đến quy trình khử trùng không hiệu quả.

Điểm sôi

Điểm sôi là điểm nhiệt tại đó nhiệt độ và áp suất đủ để chất lỏng biến thành hơi. Thêm nhiệt hoặc giảm áp suất sẽ khiến biến đổi hơi do áp suất hơi của chất lỏng sẽ lớn hơn áp suất tác dụng lên chất lỏng.

Điểm sôi được xác định bởi 2 thuộc tính chính: nhiệt độ và áp suất. Nhiệt độ làm tăng áp suất hơi của chất lỏng hoặc tác dụng lực lên bề mặt nước khiến chất lỏng bay hơi. Áp suất xung quanh là áp suất tác động lên chất lỏng. Điểm sôi của chất lỏng đạt được khi áp suất hơi và áp suất xung quanh bằng nhau. Tại thời điểm đó, chất lỏng có thể được đun sôi bằng cách tăng nhiệt độ, giảm áp suất xung quanh.

Điểm sôi của của các loại chất lỏng là khác nhau. Ví dụ, nước đòi hỏi áp suất nhất định và nhiệt độ nhất định để đạt điểm sôi, khác với thủy ngân.

Sự thay đổi giữa các điểm sôi của chất lỏng là do các liên kết và lực giữa các phân tử chất lỏng gây ra. Nếu có các liên kết và lực liên phân tử mạnh trong 1 chất lỏng và các chất yếu hơn trong 1 chất lỏng khác. Thì chất lỏng có liên kết mạnh hơn sẽ đòi hỏi nhiệt độ cao hơn hoặc áp suất xung quanh thấp hơn để đạt được điểm sôi.

Áp suất hơi nước bão hòa là gì?

Như phần trên đã phân tích, hơi nước bão hòa phụ thuộc vào hơi nước, điểm sôi hay nói cách khác là nhiệt độ và áp suất. Vậy áp suất hơi nước bão hòa là gì?

Là áp suất được tạo ra bởi hơi nước ở 1 nhiệt độ nhất định trong 1 hệ kín khi toàn bộ hệ thống hoạt động ở trạng thái cân bằng nhiệt động. Áp suất hơi nước bão hòa cho thấy tốc độ bay hơi của nước. Các phân tử trong nước có xu hướng chuyển từ pha lỏng thành pha khí dưới áp suất cao.

Áp suất hơi nước bão hòa phụ thuộc vào nhiệt độ của nước. Nhiệt độ của nước tăng, áp suất hơi nước bão hòa cũng tăng. Tương tự, khi nhiệt độ giảm, áp suất hơi nước bão hòa cũng giảm. Khi nhiệt độ đủ cao, nước dạng lỏng sẽ chuyển hóa sang dạng khí. Vì phân tử Hydro và oxy hấp thụ đủ năng lượng nhiệt để làm đứt liên kết và khiến chúng thoát khỏi pha lỏng sang pha khí.

Hiện nay, áp suất hơi bão hòa được áp dụng nhiều trong nồi hấp tiệt trùng nha khoa, phòng khám, bệnh viện. Đây là một trong nhiều thiết bị không thể thiếu trong quá trình khám và điều trị bệnh.

Do tính chất của hơi nước, áp suất của hơi nước bão hòa phụ thuộc vào nhiệt độ, khối lượng riêng, điểm sôi, mật độ và entanpy cụ thể, nhiệt dung riêng, nhiệt ẩn hóa hơi. Để sử dụng linh hoạt trong nhiều lĩnh vực, tra thông số bạn cần về hơi nước và áp suất hơi bão hòa ở bảng dưới đây:

Bảng nước và hơi nước bão hòa có áp suất và nhiệt ẩn