第九节 饱和蒸汽 空气的湿度
学 习 目 标
重 点 难 点
1.知道饱和蒸汽和饱和汽压这些概念的含义．
2．了解相对湿度概念以及它对人的生活和植物生长等方面的影响．
3．运用所学的物理知识尝试思考一些与生产和生活相关的实际问题.
1.饱和蒸汽与饱和汽压．(重点)
2．空气的湿度．(重点)
3．对饱和蒸汽动态平衡的理解．(难点)
一、饱和蒸汽与饱和汽压
1．基本知识
(1)饱和蒸汽
①动态平衡
液体表面进行着蒸发现象，当从液体中飞出的分子数目与返回液体的分子数目相等，液体不会再减少，蒸汽的密度也不再增加，达到一种动态平衡．
②饱和蒸汽
与液体处于动态平衡的汽．
(2)饱和汽压
①定义
液体的饱和蒸汽所具有的压强，用ps表示．
②影响饱和汽压的因素
(ⅰ)在相同温度下，不同液体的饱和汽压一般不同．
(ⅱ)饱和汽压只跟温度有关，与体积无关，饱和汽压随温度的升高而增大．
2．思考判断
(1)对饱和蒸汽，液面上的蒸汽分子的密度不变． (√)
(2)温度相同的不同饱和蒸汽，饱和汽压都相同． (×)
(3)饱和蒸汽也遵守气体实验定律． (×)
3．探究交流
液面上部的蒸汽达到饱和时，还有没有液体分子从液面飞出？为什么这时从宏观上来看液体不再蒸发？
【提示】 仍然有液体分子从液面飞出．因为这时从液面飞出去的分子与从蒸汽回到液体中的分子数目相等，液体不会再减少，蒸汽的密度也不再增加，达到了动态平衡，从宏观上看蒸发停止．
二、空气的湿度
1．基本知识
(1)绝对湿度
空气的干湿程度可用单位体积内空气所含有的水汽分子数，即水汽密度来表示．
(2)相对湿度
①定义：某温度时空气中水蒸气的压强和同一温度下饱和水汽压的百分比．
②公式：B＝×100%.
2．思考判断
(1)绝对湿度大而相对湿度不一定大，相对湿度大而绝对湿度也不一定大，必须指明湿度这一条件． (√)
(2)相对湿度是100%，表明在当时温度下，空气中水汽已达饱和状态．
(√)
(3)在绝对湿度一定的情况下，气温降低时，相对湿度将减小． (×)
3．探究交流
夏季湿度增大，会抑制人体散热功能，使人感到闷热和烦躁；冬季湿度增大，会使热传导加快，让人感到阴冷．以上现象说明什么问题？可以采取何种措施减少湿度的影响？
【提示】 说明相对湿度对人们的生活影响很大，湿度过小或过大对人都有较大的影响，所以需要利用空调或加湿器调节室内湿度．
对饱和蒸汽和饱和汽压的理解
【问题导思】
1．饱和蒸汽有什么特点？
2．从微观角度看，为什么温度越高，饱和汽压越大？
3．只增大饱和蒸汽的体积，能否减小饱和汽的压强？
1．动态平衡
(1)处于动态平衡时，液体的蒸发仍不断在进行．
(2)处于动态平衡时的水蒸气密度与温度有关，温度越高，达到动态平衡时的水蒸气密度越大．
(3)在密闭容器中的液体，最后必定与上方的水蒸气处于动态平衡状态中．
2．影响饱和汽压的因素
(1)饱和汽压跟液体的种类有关
实验表明，在相同的温度下，不同液体的饱和汽压一般是不同的．挥发性大的液体，饱和汽压大．例如，20 ℃时乙醚的饱和汽压为5.87×104 Pa，水的饱和汽压为2.34×103 Pa，水银的饱和汽压很小，20 ℃时仅为1.60×10－1 Pa，所以水银气压计中水银柱上方的空间可以认为是真空．
(2)饱和汽压跟温度有关
饱和汽压随温度的升高而增大．这是因为温度升高时，液体里能量较大的分子增多，单位时间内从液面飞出的分子也增多，致使饱和汽的密度增大，同时蒸汽中分子热运动的平均动能也增大，这也导致饱和汽压增大．
(3)饱和汽压与体积无关
饱和汽的液体与气体的平衡状态是一种动态平衡，当达到饱和的蒸汽体积发生变化时，密度也要变化，动态平衡就被破坏．重新达到平衡后，在温度不变的情况下，饱和汽压也是不变的，故饱和汽压跟体积无关．
如图所示，一个有活塞的密闭容器内盛有饱和水汽与少量的水，则可能发生的现象是( )
A．温度保持不变，慢慢地推进活塞，由＝C可知容器内饱和汽压会增大
B．温度保持不变，慢慢地推进活塞，容器内压强不变
C．温度保持不变，慢慢地推进活塞，容器内饱和水汽分子数不变少
D．不移动活塞而将容器放在沸水中，容器内压强不变
【审题指导】 根据影响饱和汽压的因素分析判断．
【解析】 慢慢推进活塞和慢慢拉出活塞，密闭容器内体积发生变化，而温度保持不变．饱和汽的压强只和温度有关，与体积无关．故A错，B正确．虽然饱和汽压不变，饱和汽密度不变，但由于体积减小，饱和汽分子数减少，C错；不移动活塞而将容器放入沸水中，容器内饱和汽温度升高，故压强应发生变化，D错误，故选B.
【答案】 B
饱和汽是一种动态平衡，饱和汽压与液体的种类和温度有关，与体积无关.
1．关于饱和汽，下列说法不正确的是( )
A．在稳定情况下，密闭容器中如有某种液体存在，其中该液体的蒸气一定是饱和的
B．密闭容器中有未饱和的水蒸气，向容器内注入足够量的空气，加大气压可使水汽饱和
C．随着液体的不断蒸发，当液化和汽化速率相等时，液体和蒸气达到的一种平衡状态叫动态平衡
D．对于某种液体来说，在温度升高时，由于单位时间内从液面汽化的分子数增多，所以其蒸气饱和所需要的压强增大
【解析】 在饱和状态下，汽化和液化达到动态平衡，即达到稳定状态，所以A、C正确．液体的饱和汽压与其温度有关，即温度升高饱和汽压增大，所以D正确．饱和汽压是指液体蒸气的分气压，与其他气体的压强无关，所以B错误．
【答案】 B
对绝对湿度和相对湿度的理解
【问题导思】
1．我们感觉空气潮湿(或干燥)是空气中的水分多(或少)吗？
2．怎样计算空气的相对湿度？计算时需注意什么问题？
1．基本概念
(1)绝对湿度：空气中所含水蒸气的压强叫作空气的绝对湿度．
(2)相对湿度：在某一温度下，空气中水蒸气的压强与同一温度下水的饱和汽压的百分比．
即：相对湿度＝.
2．影响相对湿度的因素
相对湿度与绝对湿度和温度都有关系，在绝对湿度不变的情况下，温度越高，相对湿度越小，人感觉越干燥；温度越低，相对湿度越大，人感觉越潮湿．
3．相对湿度的计算
(1)根据相对湿度＝，即B＝×100%，知道了水蒸气的实际压强和同温下水的饱和汽压，代入公式即可求得．
(2)注意单位的统一，水蒸气的实际压强和同温度下水的饱和汽压要采用同一单位．
(3)在某一温度下，饱和汽压是一定值，知道了绝对湿度可以算出相对湿度；反之，知道了相对湿度也能算出绝对湿度．
(4)空气的相对湿度不会超过100%，环境温度变化时，水的饱和汽压和水蒸气的实际压强都发生变化，相对湿度不会超过100%.
气温为10 ℃时，测得空气的绝对湿度p＝800 Pa，则此时的相对湿度为多少？如果绝对湿度不变，气温升至20 ℃，相对湿度又为多少？(已知10 ℃的水汽的饱和汽压为p1＝1.228×103 Pa,20 ℃时水汽的饱和汽压为p2＝2.338×103 Pa)
【审题指导】
【解析】 10 ℃时水汽的饱和汽压为ps1＝1.228×103 Pa，由相对湿度公式得此时的相对湿度
B1＝×100%＝×100%＝65.1%.
20 ℃时水汽的饱和汽压为ps2＝2.338×103 Pa，
同理得相对湿度
B2＝×100%＝×100%＝34.2%.
【答案】 65.1% 34.2%
利用相对湿度公式计算时，只要找出两个压强：空气中水蒸气的压强，同温度下饱和汽压，且两个压强的单位要一致.
2．(双选)关于空气湿度，下列说法正确的是( )
A．当人们感到潮湿时，空气的绝对湿度一定较大
B．当人们感到干燥时，空气的相对湿度一定较小
C．空气的绝对湿度用空气中所含水蒸气的压强表示
D．空气的相对湿度定义为水的饱和蒸汽压与相同温度时空气中所含水蒸气的压强之比
【解析】 在空气中水蒸气含量不变的情况下，气温越高时饱和汽压越大，人的感觉是越干燥，即人的感觉取决于相对湿度而非绝对湿度，A错误、B正确．空气的相对湿度是指空气中所含水蒸气压强与同温度下的饱和汽压的比值，空气的绝对湿度的定义就是用空气中所含水蒸气的压强来表示湿度的方法，故C正确、D错误．
【答案】 BC
潮湿情况的判定方法
冬季某天，日间气温6 ℃时的相对湿度是65%，如果夜间最低气温是－3 ℃，会不会出现霜冻现象？(设绝对湿度不变，6 ℃时水蒸气的饱和汽压p＝9.34×102 Pa，－3 ℃时水蒸气的饱和汽压为5.68×102 Pa)
【审题指导】 解答本题的思路：利用相对湿度公式求出6 ℃时的绝对湿度，然后与－3 ℃的饱和汽压作比较．
【解析】 由相对湿度公式得6 ℃时空气的绝对湿度为9.34×102×65% Pa≈6.07×102 Pa.
因为－3 ℃时水蒸气的饱和汽压为5.68×102 Pa，所以当夜间气温降至－3 ℃时会有霜冻出现．
【答案】 会出现霜冻
潮湿情况的判定方法
1．空气的潮湿情况，不是由空气的绝对湿度决定，而是由空气的相对湿度决定的，在判断过程中应通过利用相对湿度的定义公式并查表求出一定温度下空气的相对湿度来解答．
2．根据相对湿度越大，蒸汽越接近饱和，水分蒸发很慢，会使人感到潮湿来判定．
1．饱和汽压是指( )
A．当时的大气压 B．饱和汽的压强
C．水蒸气的压强 D．以上都不对
【解析】 饱和汽压是饱和汽所具有的压强，B选项正确．
【答案】 B
2．冬天戴眼镜的人从温度较低的室外进入温度较高的室内，眼镜片往往会突然变得模糊起来，这是由于( )
A．室内空气混浊
B．室内气温降低，出现了雾
C．室内空气达到了饱和
D．眼镜片接触的薄层空气中所含水蒸气达到了饱和
【解析】 温度降低，水的饱和汽压减小，与镜片接触的薄层空气所含水汽达到饱和而液化．
【答案】 D
3．(双选)下列说法中正确的是( )
A．在一定温度下，同种液体的饱和汽的密度及压强是一定的
B．饱和汽近似地遵守理想气体定律
C．在潮湿的天气里，空气的相对湿度大，水蒸发得慢，所以洗了的衣服不容易晾干
D．在绝对湿度相同的情况下，夏天比冬天的相对湿度大
【解析】 在一定温度下，同种液体的饱和汽密度及压强不变，A对；饱和汽随温度而变化，并非理想气体，不遵守理想气体定律，B错；在绝对湿度相同的情况下，夏天温度高，饱和汽压大，相对湿度小，D错，C对．
【答案】 AC
4．空气的温度是8 ℃，饱和水汽压为8.05 mmHg，此时，水汽的实际压强为6 mmHg，求相对湿度．
【解析】 由相对湿度的计算公式可得
相对湿度＝×100%＝74.5%.
【答案】 74.5%
课件42张PPT。第二章 固体、液体和气体第九节 饱和蒸汽 空气的湿度234
飞出返回相等减少增加动态平衡动态5
压强不同温度增大6√ × × 78饱和水汽压水汽分子数水汽密度水蒸气的压强9√ √ × 101112对饱和蒸汽和饱和汽压的理解 13141516171819202122对绝对湿度和相对湿度的理解232425262728293031潮湿情况的判定方法 32333435363738394041点击右图进入…Thank you for watching !课时分层作业(十二)
(建议用时：45分钟)
1．(双选)在相对湿度相同的情况下，比较可得( )
A．冬天的绝对湿度大 B．夏天的绝对湿度大
C．冬天的绝对湿度小 D．夏天的绝对湿度小
【解析】 冬季温度低，蒸发慢，空气中含水分少，绝对湿度小；夏季温度高，蒸发快，空气中含水分多，绝对湿度大．
【答案】 BC
2．有的空调带有除湿功能，除湿的目的是( )
A．使相对湿度适中 B．使绝对湿度适中
C．使饱和汽压适中 D．减少大气压强
【解析】 空调降温时，若空气中的相对湿度过大，人感觉到太潮湿，除掉空气中的部分水后，使相对湿度适中，人感觉更舒服．
【答案】 A
3．对饱和蒸汽，如图所示，下面说法正确的是( )
A．液面上的蒸汽分子的密度不断增大
B．液面上的蒸汽分子的密度不断减小
C．液面上的蒸汽分子的密度不变
D．液面上没有蒸汽分子
【解析】 达到饱和蒸汽时，液体与气体之间达到了动态的平衡，即相同时间内回到水面的分子数等于从水面飞出的分子数，液面上蒸汽分子的密度不再改变．
【答案】 C
4．我们感到空气很潮湿，这是因为( )
A．空气中所含水蒸气较多
B．气温较低
C．绝对湿度较大
D．空气中的水蒸气离饱和状态较近
【解析】 我们感到空气很潮湿，是因为空气的相对湿度大，由公式B＝×100%可知，空气中的水蒸气压强比较大，离饱和状态近，故选D.
【答案】 D
5．某兴趣小组用相同的烧杯盛等量的水，用相同的热源同时加热，甲杯为隔水加热，乙杯为隔油加热，丙杯为隔沙加热，加热一段时间后，测得烧杯外物质的温度分别为水温100 ℃、油温300 ℃、沙温600 ℃，且观察到乙、丙两烧杯中的水呈沸腾状态，则三杯水的温度高低顺序为( )
A．甲>乙>丙 B．甲<乙<丙
C．甲<乙＝丙 D．甲＝乙＝丙
【解析】 甲杯外水温为100 ℃，所以甲杯中的水温也为100 ℃，乙、丙两烧杯外的物质温度虽分别达到了300 ℃和600 ℃，但由于两烧杯中的水呈沸腾状态，沸腾过程中水温保持100 ℃不变，所以两烧杯中的水温也同为100 ℃，故选D.
【答案】 D
6．(双选)某地白天的气温是20 ℃，空气中水蒸气的压强是1.1×103 Pa；夜间，空气中水蒸气的压强不变，气温降到10 ℃.白天水蒸气饱和汽压2.3×103 Pa，夜间水蒸气饱和汽压1.2×103 Pa，则我们感觉到的潮湿与干爽情况是( )
A．夜间干爽 B．白天潮湿
C．白天干爽 D．夜间潮湿
【解析】 看相对湿度大小，白天相对湿度：B1＝×100%＝48%，夜间相对湿度：B2＝×100%＝91.7%，所以白天干爽，夜间潮湿，故选C、D.
【答案】 CD
7．湿球温度计与干球温度计的示数差越大，表示( )
A．空气的绝对湿度越大
B．空气的相对湿度越大
C．空气中的水汽离饱和程度越近
D．空气中的水汽离饱和程度越远
【解析】 湿球温度计与干球温度计的示数差越大，表示水分蒸发越快，所以相对湿度越小，即空气中的水汽离饱和程度越远．
【答案】 D
8.如图所示，在一个带活塞的容器底部有一定量的水，现保持温度不变，上提活塞，平衡后底部仍有部分水，则下列说法正确的是( )
A．液面上方的水蒸气从饱和变成未饱和
B．液面上方水蒸气的质量增加，密度减小
C．液面上方的水蒸气密度减小，饱和汽压减小
D．液面上方水蒸气的密度和饱和汽压都不变
【解析】 活塞上提前，密闭容器中水面上水蒸气为饱和汽，水蒸气密度一定，其饱和汽压一定．当活塞上提时，密闭容器中水面会有水分子飞出，使其上方水蒸气与水又重新处于动态平衡，达到饱和状态．在温度保持不变的条件下，水蒸气密度不变，饱和汽压也保持不变．故选项D正确．
【答案】 D
9．印刷厂里为使纸张好用，主要应控制厂房内的( )
A．绝对湿度 B．相对湿度
C．温度 D．大气压强
【解析】 相对湿度太大，纸张潮湿，不好用，相对湿度太小，空气太干燥，纸张容易产生静电，纸张也不好用，故印刷厂里主要控制相对湿度，B项正确．
【答案】 B
10．在严寒的冬天，房间玻璃上往往会出现一层雾，雾珠是在窗玻璃的________表面．(填“外”或“内”)．请叙述雾珠是怎样形成的．
【解析】 内．靠近窗的温度降低时，饱和汽压也变小，这时会有部分水蒸气液化变成水附在玻璃上．
【答案】 见解析
11．学校气象小组在某两天中午记录如下数据：
第一天，气温30 ℃，空气中水蒸气压强为15.84 mm汞柱．
第二天，气温20 ℃，空气中水蒸气压强为10.92 mm汞柱．
查表知，气温30 ℃时，水的饱和汽压为4.242×103 Pa；气温20 ℃时，水的饱和汽压为2.338×103 Pa.
你能根据采集的数据判定哪一天中午人感到较潮湿吗？试计算说明．
【解析】 气温30 ℃水的饱和汽压ps1＝4.242×103 Pa，这时水蒸气实际压强pl1＝15.84 mmHg＝2.111×103 Pa，则第一天中午空气的相对湿度
B1＝×100%＝×100%＝49.76%
气温20 ℃时，水的饱和汽压ps2＝2.338×103 Pa
这时水蒸气实际压强
pl2＝10.92 mmHg＝1.456×103 Pa
则第二天中午空气的相对湿度
B2＝×100%＝×100%＝62.28%
显然B2>B1，即第二天中午人感觉较潮湿．
【答案】 见解析
12．夏季引发中暑有三个临界点：气温在30 ℃，相对湿度为85%；气温在38 ℃，相对湿度为50%；气温在40 ℃，相对湿度为30%，它们的绝对湿度分别为多少？由此得到怎样的启示？(水在三个对应温度的饱和汽压分别为31.82 mmHg、49.70 mmHg、55.32 mmHg)
【解析】 由题可知，水的饱和汽压在30 ℃、38 ℃、40 ℃时分别为ps1＝31.82 mmHg，ps2＝49.70 mmHg，ps3＝55.32 mmHg
由相对湿度的定义关系式B＝得p＝B·ps，由此可得
p1＝0.85×31.82 mmHg＝27.05 mmHg，
p2＝0.50×49.70 mmHg＝24.85 mmHg，
p3＝0.30×55.32 mmHg＝16.60 mmHg，
由上述结果可知，对人影响比较大的不是绝对湿度．
【答案】 27.05 mmHg 24.85 mmHg 16.60 mmHg
对人影响比较大的不是绝对湿度
