Рейтинг фильтров для воды

Мы протестировали и выбрали лучшее очистное оборудование и бытовые фильтры

Занимательная химия, или какова формула водяного пара

Вода - уникальный по своим свойствам химический элемент. Помимо различных свойств, вода обладает 3 агрегатными состояниями: жидкое, газообразное и твердое.

В статье дан подробный разбор химической формулы водяного пара, ее строения и схожести с молекулярным строением в жидком виде. Также приведены основные формулы по водяному пару.

Химическая формула

foto47981-2Химическая формула водяного пара не отличается от формулы воды H2O.

Она состоит из 2 атомов водорода и одного атома кислорода, которые между собой соединены при помощи ковалентных связей и образуют равносторонний треугольник.

При этом молекула пара представляет собой одиночную молекулу. В воде эти молекулы образуют целую структуру из связанных между собой частиц.


Почему не отличается от воды?

Отсутствие отличия заключается в исходной формуле. Молекула воды не теряет ковалентных связей при фазовом переходе.

Теряется только водородная связь между молекулами, что определяет скорость парообразования. Также остается неизменной и молярная масса воды, которая составляет 18 г/моль.

Строение молекулы

Молекула водяного пара состоит из одного атома кислорода и двух атомов водорода. В классическом написании формула выглядит как H2O, но наглядно ее можно представить в виде H-O-H.

Молекуле воды свойственно:

  1. Атомы водорода и кислорода образуют равнобедренный треугольник.
  2. Атомы связаны ковалентной связью.
  3. Угол связи составляет 104,31 градуса.
  4. Расстояние между О-Н 0,99°А, что примерно равно 10-8 см.
  5. Расстояние между Н-Н составляет 1,5°А.
  6. За счет плотного расположения всех атомов, относительно друг друга, молекула представляет собой сферу, радиусом 1,38 °А.
  7. Молекулы воды между собой соединены водородной связью. Именно она разрывается при переходе из жидкого состояния в газообразное с последующим вытеснением молекул воды с поверхности жидкости.

foto47981-3

Именно тесное соединение между атомами водорода и кислорода определяет температуру кипения и парообразования, которые составляют 100 градусов при атмосферном давлении 101 кПа. При этих параметрах воздействия разрывается связь между молекулами, так как они получают достаточную кинетическую энергию для разрыва связи и выхода с поверхности.

Какие используются формулы для расчетов, связанных с водяным паром?

Для расчета различных параметров водяного пара используются следующие формулы:

Удельная теплота парообразования при обращении воды в пар: L=Q/m или Q=Lm, где:

  • Q – количество теплоты;
  • L – удельная теплота парообразования;
  • M — масса.

Энтальпия пара: h=u+pv, где:

  • H – энтальпия;
  • U – внутренняя энергия;
  • P — давление;
  • V — объем.

foto47981-4Плотность: P=PM/Rt, где:

  • p — плотность;
  • P – плотность насыщенного пара;
  • M – молярная масса;
  • R – газовая постоянная;
  • T — температура.

Влажность: φ= p/po*100%, где:

  • φ — влажность;
  • p-po — абсолютное и относительное давление;
  • 100% — влажность.

Давление насыщенного пара: po=nkt, где:

  • po – давление;
  • n – концентрация молекул;
  • K – постоянная Больцмана;
  • T – температура.

Абсолютная влажность: P=m/v=Mp/Rt, где:

  • P – абсолютная влажность;
  • m – молярная масса;
  • V – объем;
  • M – масса;
  • P – давление;
  • R – газовая постоянная;
  • T – температура.
Это основные формулы для расчета различных параметров водяного пара, которые используются в физике, промышленных и инженерных расчетах.

Заключение

Вода – это структура, состоящая из молекул, связанных между собой водородной связью. При нагревании, водородная связь разрывается, и молекулы воды покидают структуру. При этом собственная структура молекулы не разрушается.

При конденсации пара, отдельные молекулы воды снова выстраивают структуру. Иными словами, при парообразовании меняется только структура воды, а не ее отдельные молекулы.

А какова Ваша оценка данной статье?
1 Звезда2 Звезды3 Звезды4 Звезды5 Звезд
Загрузка...