WikiSysop: Bot: Automatski unos stranica

2021-09-25T04:57:31Z

Bot: Automatski unos stranica

Nova stranica

[[Datoteka:St Johns Fog.jpg|300px|desno|thumb|Vodena para]]
'''Vodena para''' je [[voda]] u [[plin]]ovitom obliku. Para se sastoji od mnogo slobodnih lebdećih [[molekula]] vode (H2O).

Vodena para je bezbojan plin. Pri normalnim [[tlak]]om od 1,013 [[bar (jedinica)|bara]], voda vrije na 100 °C. Jedan kg vode prelazi u 1,673 m3 vodene pare. To zahtijeva [[energija|energiju]] od 2,257 kJ. Vodena para je kao staklenički plin dio [[atmosfera|atmosfere]]. Atmosferska vodena para je najučinkovitiji staklenički plin i uzrokuje, da je prosječna temperatura na [[Zemlja|Zemlji]] oko 15 °C i što je pogodno za [[život]] i razvoj [[živa bića|živih bića]].

Vodena para ima važnu ulogu u [[industrija|industriji]]. Zajedno s vodom važan je medij za prijenos [[toplina|topline]], [[električna energija|električne energije]] ili čak i za mehanički rad. Vodena je para tijekom prve polovice [[19. stoljeće|19. stoljeća]], postala primarna pokretačka snaga industrije i [[promet]]a. Tako se 19. stoljeće ponekad naziva i stoljećem pare. I danas se vodena para koristi za pogon [[turbina]] za [[termoelektrana|termoelektrane]], [[nuklearna elektrana|nuklearne elektrane]], a imat će primjenu i u [[budućnost]]i.

Vodena para je [[plin]]ovito stanje [[voda|vode]]. Ona može nastati [[hlapljenje]]m, [[isparavanje]]m vode ili [[Sublimacija|sublimacijom]] [[led]]a. Vodena para je lakša od [[zrak]]a i zato su prisutne stalno [[konvekcija|konvekcijske]] struje u [[Zemljina atmosfera|Zemljinoj atmosferi]], koji je podižu i stvaraju [[Oblaci|oblake]]. Ona je jaki [[Staklenički plinovi|staklenički plin]], uz ostale plinove kao što su [[Ugljikov(IV) oksid|ugljikov dioksid]] i [[metan]].

==Svojstva==
[[Datoteka:Above the Clouds.jpg|mini|desno|300px|Oblaci, stvoreni kondenzacijom vodene pare]]
===Hlapljenje===
Kada molekula vode napusti svoju površinu, kaže se da hlapi. [[Hlapljenje]] je oblik isparavanja kapljevine koji se odvija na temperaturama nižim od vrelišta. Iako na tim temperaturama prosječna [[energija]] [[molekula]] kapljevine nije dovoljna za promjenu [[Agregatna stanja|agregatnog stanja]], molekule na slobodnoj površini koje imaju dovoljnu energiju odvajaju se od površine pa kapljevina postepeno isparava. Vodena para koja nastaje od [[Tekućine|tekuće]] vode, uzima sa sobom i dio [[toplina|topline]], koju nazivamo '''hlađenje hlapljenjem'''.<ref>Schroeder David: ''Thermal Physics''. 2000, Addison Wesley Longman. p36</ref>

Iznos hlapljenja ovisi o mnogim utjecajima, a u prosjeku je od 750 do 3 000 mm godišnje po kvadratnom metru. [[Vlažnost zraka]] određuje količinu vodene pare u atmosferi. '''Higrometar''' je uređaj za mjerenje vlažnosti zraka. '''Apsolutna vlažnost zraka''' - maksimalna količina vodene pare koju može primiti 1m3 zraka (u gramima)kod neke [[temperatura|temperature]]. Apsolutna vlažnost zraka raste s porastom temperature (-> veće isparavanje). '''Specifična vlaga zraka''' jest broj grama vodene pare u 1 kg vlažnog zraka. '''Relativna vlaga zraka''' je broj koji pokazuje odnos između količine vodene pare koja stvarno postoji u zraku u nekom trenutku i maksimalne količine vodene pare koju bi taj zrak na toj temperaturi mogao primiti da bi bio zasićen. Apsolutna vlažnost zraka se mijenja od 5 g vodene pare na [[kubični metar]] kod 0 [[Celzijev stupanj|ºC]], do 30 g na kubični metar pri 30 °C.<ref>[http://www.britannica.com/eb/article-53259/climate#292984.hook] Encyclopædia Britannica</ref>
[[Datoteka:Cloud forest mount kinabalu.jpg|mini|desno|300px|Tropske šume su primjer velike vlažnosti zraka]]

===Kondenzacija===
Vodena para će se kondenzirati na neku površinu samo ako je površina hladnija od [[Temperatura rosišta|temperature rosišta]]. '''Temperatura rosišta''' je temperatura do koje se vlažan zrak mora hladiti (100% relativne vlage zraka), kod konstantnog [[tlak]]a, da počne [[kondenzacija]] vode. Kada se vodena para kondenzira, ona donosi i određenu količinu [[toplina|topline]], znači da zagrijava površinu na kojoj se kondenzira. U isto vrijeme, vlažni zrak se neznatno hladi. U atmosferi, kondenzacijom vlažnog zraka stvaraju se [[oblaci]] i [[magla]], na jezgrama kondenzacije.

===Mjerenje===
{{Glavni|Vlagomjer}}

Od mnogih mjerila za vlažnost zraka, samo se relativna vlažnost može očitati na jednom instrumentu. Instrumenti za mjerenje relativne vlažnosti zraka zovu se [[vlagomjer]]i (higrometri). U početku, ali još i danas, u higrometrima se iskorištavalo svojstvo organskih tvari, naročito kose, da se rastežu upijanjem vodene pare. Danas postoje i digitalni higrometri, koji koriste metalne ili keramičke dijelove, a mijenjaju [[električni otpor]] ovisno o količini vlage u zraku.

Drugi način određivanja relativne vlažnosti je posrednim putem iz [[Psihrometrija|psihrometrijskih]] mjerenja. '''Psihrometar''' je instrument koji se sastoji od dva jednaka [[termometar|termometra]]. Posudica jednog termometra je omotana platnenom krpicom i ona se namoči [[Destilirana voda|destiliranom vodom]]. Taj se termometar naziva '''mokri termometar''', za razliku od drugog koji se naziva '''suhi termometar'''. S krpice mokrog termometra voda hlapi, pa se njemu snizuje temperatura. Što je manja relativna vlažnost zraka, to je i veća razlika temperature između vlažnog i suhog termometra. Poznavajući suhu i mokru temperaturu, iz psihrometrijskih tablica moguće je odrediti relativnu vlažnost zraka, stvarni i ravnotežni tlak pare, te temperaturu rosišta.<ref>[http://www.vnovak.hr/globe/prirucnik/atmosfera2.PDF] Meteorološka mjerenja II dio, Janja Milković</ref>
[[Datoteka:dewpoint.jpg|mini|desno|300px|Temperatura rosišta ili zasićenje vodene pare ovisno o temperaturi]]

===Gustoća vodene pare===
Vodena para ima manju gustoću od [[zrak]]a, a to znači vodena para stvarati [[uzgon]] prema gore u zraku.

====Gustoća vodene pare i zraka====
Molekularna masa vode je 18,02 g/mol. Prosječna molekularna masa Zemljine atmosfere je 28,57 g/mol kod [[Standardni tlak i temperatura|standardne temperature i tlaka]]. Koristeći [[Avogadrov zakon]] i [[jednadžba stanja idealnog plina|jednadžbu stanja idealnih plinova]], zrak i vodena para će imati [[mol]]arni obujam od 22,414 litre.

Kod 0 °C i standardnog tlaka, zrak će imati vrlo malu količinu vodene pare, najviše 4,8 g/m3. [[Gustoća zraka]] kod istih uvjeta je najviše 1 293 g/m3.

Kako temperature raste, tako se i količina vodene pare u zraku povećava i zamjenjuje sve više molekule zraka po [[Avogadrov zakon|Avogadrovom zakonu]]. Povećanje temperature, a time i količine vlage u zraku, povećati će i sile [[uzgon]]a prema gore, pogotovo iznad 25 °C, što značajno utječe na sisteme [[ciklona]] i [[anticiklona]].

===Vodena para i disanje===
Kako temperatura raste, tako i molekule vode sve više zamjenjuju ostale molekule zraka, pa i molekule kisika. To može otežati [[disanje]], pogotovo kada je zrak topliji od 35 °C i kada je vlažnost zraka velika, kao u [[Tropska kišna šuma|tropskim kišnim šumama]] ili u prostorijama gdje je slaba [[Ventilator|ventilacija]].

==Vodena para u Zemljinoj atmosferi==
[[Datoteka:BAMS climate assess boulder water vapor 2002 - 2.png|mini|desno|300px|Povećanje vodene pare u [[Stratosfera|stratosferi]] u mjestu Boulder, [[Colorado]].]]

[[Datoteka:Comet-Hale-Bopp-29-03-1997 hires adj.jpg|mini|desno|300px|[[Komet Hale-Bopp]], viđen 29. ožujka 1997. u [[Pazin]]u, [[Hrvatska]].]]
Vodena para prestavlja mali dio u [[Zemljina atmosfera|Zemljinoj atmosferi]], ali [[Ekologija|ekološki]] vrlo značajni udio. Koncentracija vodene pare se kreće od tragova iznad [[pustinja]] do 4% od atmosfere iznad [[ocean]]a. Oko 99,13% vodene pare je sadržano u [[troposfera|troposferi]]. Kondenzacijom vodene pare stvaraju se [[oblaci]], [[snijeg]] i ostale [[Oborina|oborine]]. Kondenzacijom dolazi i do oslobađanja topline isparavanja, koja ima značajan utjecaj na klimu. Na primjer, toplina isparavanja je izravno odgovorna za snažne [[Tropska oluja|tropske oluje]] i jake [[Grmljavinska oluja|grmljavinske oluje]].<ref>[http://www.pilotfriend.com/training/flight_training/met/atmos.htm] Flight training</ref>

Vodena para je veoma jaki [[Staklenički plinovi|staklenički plin]], zahvaljujući prisutnosti hidroksilne veze (OH), koja jako upija [[infracrveno zračenje]] [[Svjetlost|svjetlosnog]] [[Spektar (fizika)|spektra]]. Ako dolazi do povećanja temperature, povećat ce se i količina vodene pare u atmosferi, što će dalje povećavati upijanje infracrvenog zračenja. Ali, što se tiče [[Globalno zatopljenje|globalnog zatopljenja]], još nije poznat utjecaj [[Oblaci|naoblake]] s povećanjem temperature.

Vodena para koja padne s oborinama, zamjeni se hlapljenjem vode iz mora, jezera, rijeka i iz biljaka. Kružni ciklus oborina i hlapljenja ([[hidrološki ciklus]]) traje približno 9 do 10 dana.

===Radar i vodena para===
Vodena para u atmosferi upija [[Mikrovalovi|mikrovalove]] i ostale [[Radio valovi|radio valove]], pa na taj način slabi signal [[radar]]a.<ref>Skolnik Merrill: ''Radar Handbook, 2nd ed''. 1990, McGraw-Hill, Inc. p23.5</ref>

===Stvaranje munja===
Vodena para igra važnu ulogu u stvaranju [[munja]] u atmosferi. Oblaci stvaraju veliku količinu [[Električni naboj|električnog naboja]]. Kada je mala vlažnost zraka, stvaranje statičkog naboja je lagano i brzo, dok kod velike vlažnosti, malo statičkog naboja se stvara.<ref>Shadowitz Albert: ''The Electromagnetic Field''. 1975, McGraw-Hill Book Company. pp165-171.</ref>

===Vanzemaljska vodena para===
Sjaj repova [[komet]]a dolazi uglavnom od vodene pare. Kada se komete približavaju [[Sunce|Suncu]], [[led]] iz kometa [[Sublimacija|sublimira]] u vodenu paru, koja reflektira svjetlost sa Sunca. Ako znaju koliko je udaljena od Sunca, astronomi mogu procjeniti količinu vode u kometi. Kod udaljenih i hladnih kometa, sjaj repa upućuje na prisutnost [[Ugljikov monoksid|ugljikovog monoksida]].<ref>[http://www.il-st-acad-sci.org/planets/comets3.html] "ANATOMY OF COMETS", Retrieved December 2006.</ref>

[[Spektroskopija|Spektroskopska analiza]] [[Ekstrasolarni planeti|ekstrasolarnog planeta]] [[HD 209458 b]], u [[Pegaz (zviježđe)|zviježđu Pegaz]], omogućila je prvi dokaz o postojanju vodene pare izvan [[Sunčev sustav|Sunčevog sustava]].<ref>Lloyd Robin: ''"Water Vapor, Possible Comets, Found Orbiting Star"'', 2001., [https://web.archive.org/web/20010713115441/http://www.space.com/searchforlife/swas_water_010711.html Space.com]</ref>

== Vodena para u industriji ==
[[datoteka:States of a fluid.svg|mini|desno|300px|Sam nastanak vodene pare grijanjem u nekom cilindru se odvija u par koraka: A. voda B. zasićena, vlažna ili mokra para C. suho zasićena para D. nezasićena ili pregrijana para.]]

Vodena para u industriji proizvodi se u zatvorenoj posudi, to jest u [[parni kotao|parnome kotlu]] pod stalnim [[tlak]]om. Sam nastanak vodene pare u nekom cilindru se odvija u par koraka. Pod normalnim tlakom voda vrije na 100 [[°C]] (373,15 K).

=== Vlažna ili mokra para ===
Grije li se voda pri [[Vrenje (fizika)|vrenju]] u nekom [[Cilindar|cilindru]] (na primjer u [[parni kotao|parnom kotlu]]), ona će početi [[Isparavanje|isparavati]]. Isparavanje će biti jače što je snažnije zagrijavanje i što je veća površina vode. U svakom trenutku će više [[molekula]] vode prelaziti iz tekućeg u parovito, nego što će se iz parovitog vraćati u tekuće stanje. To isparavanje traje sve dok ne nastupi takozvana dinamička ravnoteža. To je onda kada je broj molekula koje prelaze iz tekućeg u parovito stanje jednak broju molekula koje prelaze iz parovitog u tekuće stanje. U tom je slučaju prostor iznad vode u zatvorenoj posudi zasićen parom pri određenoj temperaturi, jer on ne može primiti više molekula vode. Ta [[para]], koja se nalazi iznad vode, zove se zasićena, mokra ili vlažna para, jer se u njoj nalaze kapljice vode. Vlažna para je bijele boje.

Smanjimo li [[obujam]] zasićene pare, tlak joj se neće povećati, već će jedan dio pare prijeći u tekuće stanje, a tlak će ostati isti. Znači da tlak zasićene pare ne ovisi o obujmu, to jest zasićena para se pri stalnoj temperaturi ne vlada po [[Boyle-Mariotteov zakon|Boyle-Mariotteovom zakonu]]. Tlak zasićene pare ovisi samo o temperaturi, koja se zove temperatura zasićenja, i on je to veći što je temperatura viša.

=== Suho zasićena para ===
Daljnjim zagrijavanjem temperatura se vode neće povisivati sve dok se i posljednja kapljica vode ne ispari. [[Temperatura]] vode i pare bit će jednake temperaturi zasićenja, jer se sva dovedena [[Toplina isparavanja|toplina troši na isparavanje]]. Kad se zagrijavanjem posljednja kapljica vode ispari, nastat će suho zasićena para, koja također ima temperaturu zasićenja za određeni tlak. Suho zasićena para je prozirna i bezbojna i u njoj nema kapljica vode. Suho zasićena para malim ohlađivanjem odnosno povećanjem tlaka počinje [[Kondenzacija|kondenzirati]], to jest prelaziti u [[Tekućine|tekuće stanje]].

=== Nezasićena ili pregrijana para ===
Daljnjim zagrijavanjem suho zasićene pare, koja se nalazi u zatvorenoj posudi pod stalnim tlakom temperatura ponovno raste i kod određenog tlaka para će imati temperaturu višu od temperature zasićenja. Takva para zove se nezasićena ili pregrijana para. Naime prostor gdje se nalazi samo suho zasićena para kod stalnog tlaka i stalne temperature mogao bi primiti još pare, pa se ta para i naziva nezasićena. Pregrijana para vlada se kao [[idealni plin]] po [[Boyle-Mariotteov zakon|Boyle-Mariotteovom zakonu]].

Kako pregrijana para ima višu temperaturu od temperature zasićenja, ona se nalazi daleko iznad temperature kondenzacije i ohlađivanjem ne prelazi odmah u vodu. Istom kada pregrijana para ohlađivanjem dođe na temperaturu zasićenja, to jest u stanje suho zasićene pare, daljim se ohlađivanjem kondenzira. Iz tog se razloga u tehnici [[Toplinski stroj|toplinskih strojeva]], koliko god je to moguće, upotrebljava pregrijana para koja je mnogo isplativija od suho zasićene pare.

== Razlika između para i plinova ==
Para je [[plin]]ovito tijelo koje se nalazi u stanju blizu kondenzacije tako da je s razmjerno slabim ohlađivanjem ili povećanjem vanjskog tlaka možemo pretvoriti u tekućinu. Plinovi i kod ohlađivanja ostaju i dalje plinovita tijela. Međutim, stroga se granica između plinova i para ipak ne može povući jer se i plinovi ohlađivanjem i sabijanjem mogu prevesti u tekuće stanje. <ref> Velimir Kruz: "Tehnička fizika za tehničke škole", "Školska knjiga" Zagreb, 1969.</ref>

== Izvori ==
{{izvori}}

== Poveznice: ==
* [[Voda]]
* [[Para]]
* [[Parni stroj]]

[[Kategorija:Kemijski spojevi]]
[[Kategorija:Biokemija]]
[[Kategorija:Meteorologija]]
[[Kategorija:Voda]]

Vodena para - Povijest promjena

WikiSysop: Bot: Automatski unos stranica