Как различаются насыщенный и ненасыщенный воздух

Насыщенный воздух — это воздух, в котором водяного пара столько, сколько он способен удержать при данной температуре, не больше и не меньше. Ненасыщенный воздух содержит пара меньше предела и способен принять ещё какое-то количество влаги без конденсации. Разница между ними — не в составе воздуха вообще, а именно в том, насколько заполнена «ёмкость» для водяного пара при конкретной температуре.

Что значит предел насыщения

Воздух всегда содержит какое-то количество водяного пара — он попадает туда с испарением воды из рек, морей, почвы, растений. Но у каждой температуры есть свой потолок: больше определённого количества пара воздух при этой температуре просто не удержит. Чем теплее воздух, тем выше этот потолок. Тёплый воздух способен «вместить» намного больше влаги, чем холодный.

Если пара в воздухе меньше потолка — воздух ненасыщенный. Испарение воды в такой воздух продолжается: молекулы воды из луж, стаканов, влажной земли продолжают переходить в газообразное состояние, потому что место есть. Как только пара становится ровно столько, сколько воздух может удержать при этой температуре, наступает насыщение. Дальше испарение при той же температуре прекращается — воздуху просто некуда принимать новые молекулы воды.

Читайте по теме: Воздух: что это такое и где он находится.

Таблица: чем насыщенный воздух отличается от ненасыщенного

Почему воздух переходит из одного состояния в другое

Ключ ко всему — температура. Она определяет, сколько пара воздух способен удержать. Стоит воздуху остыть — потолок насыщения снижается, а количество пара в нём остаётся тем же. В какой-то момент пара становится больше, чем воздух при новой, более низкой температуре способен удержать. Тогда лишняя влага конденсируется: превращается из газа в мелкие капельки воды. Это и есть переход насыщенного воздуха в состояние, когда пар уже не остаётся паром.

Обратный процесс работает так же просто. Если насыщенный воздух нагреть, его потолок насыщения поднимается, а количество пара в нём не меняется. Теперь пара в воздухе меньше, чем он способен удержать при новой температуре — воздух снова становится ненасыщенным. Испарение, которое было остановилось, может продолжиться.

Отсюда легко запомнить главное правило: насыщение — это не про то, «много или мало» воды в воздухе само по себе, а про соотношение количества пара и температуры в конкретный момент.

Где это можно увидеть и проверить

• Утренний туман возникает, когда воздух за ночь остыл и стал насыщенным — лишний пар превратился в мельчайшие капли.
• Капли на холодном стакане с водой летом — это конденсация: тёплый воздух рядом со стеклом охлаждается, становится насыщенным и не может удержать весь свой пар.
• Бельё сохнет быстрее в жаркий сухой день, потому что воздух там ненасыщенный и активно принимает влагу с ткани.
• В сырую погоду после дождя одежда сохнет медленно — воздух ближе к насыщению, испарению просто некуда идти.

Зачем эту разницу изучают в школе

Понятие насыщенного и ненасыщенного воздуха объясняет сразу несколько природных явлений: образование облаков, туманов, росы, дождя. Облако — это, по сути, огромное скопление воздуха, который поднялся, остыл и стал насыщенным, из-за чего пар в нём конденсировался в капли или кристаллы льда. Без понимания насыщения трудно объяснить, почему на большой высоте, где холоднее, облака появляются чаще, а в жаркой сухой пустыне их почти не бывает.

Эта же логика лежит в основе прогноза погоды. Метеорологи следят не только за количеством водяного пара в воздухе, но и за его температурой — именно сочетание этих двух величин говорит, близок ли воздух к насыщению и стоит ли ждать осадков или туман.

Вопросы, которые задают по теме насыщенного воздуха

Может ли воздух быть насыщенным при любой температуре

Да, насыщение возможно при любой температуре, но абсолютное количество пара, при котором оно наступает, будет разным. При морозе воздух насыщается совсем небольшим количеством пара, а в жаркий день — гораздо большим. Поэтому нельзя сказать «столько-то граммов пара — это всегда насыщение», нужно учитывать температуру.

Что происходит, если насыщенный воздух охладить ещё сильнее

Продолжается конденсация: чем сильнее охлаждение, тем больше лишнего пара переходит в жидкую воду или в лёд. Именно так формируется иней или снег зимой — водяной пар в насыщенном холодном воздухе конденсируется сразу в твёрдую форму, минуя жидкую.

Чем относительная влажность связана с насыщением воздуха

Относительная влажность показывает, насколько воздух близок к насыщению, в процентах. Сто процентов относительной влажности означает, что воздух насыщен полностью, и дальнейшее испарение при этой температуре прекратилось. Пятьдесят процентов означает, что воздух заполнен паром лишь наполовину от предела и способен принять ещё столько же влаги.

Чаще всего путают саму суть насыщения с абсолютным количеством воды в воздухе: кажется, что насыщенный воздух — это просто «воздух с большим количеством пара». Запомнить проще через сравнение с сосудом: важен не объём налитой воды сам по себе, а то, заполнен ли сосуд до краёв при его текущем размере — а размер этого сосуда и задаёт температура.

Читайте также

• Загадки про воздух
• Загрязнители воздуха и его охрана
• Анализ стихотворения «Весна! Весна! Как воздух чист» Е. Баратынского
• Анализ стихотворения «Какая ночь! Как воздух чист…» А. Фета
• Вотчина и поместье - общее и различия видов землевладения
• Герои романтизма и реализма - характерные черты, сходства и различия