Русская баня

[PN2]

Решил сделать отдельную тему, что бы не на уровне легенд и домыслов решить вопрос с понятием мелкодисперсного пара.
Сначала рассмотрим процесс так как в школе учили, ну а потом уже попробуем поискать неучтённые факторы, которые могут картинку несколько подкорректировать.
И так, для начала примем в рамках обсуждения следующие термины, чтобы не говорить на разных языках.
Пароводяная смесь (пвс) - аэрозольная смесь молекул воздуха, молекул воды и микро капель воды.
Пар - истинный раствор молекул воды с молекулами воздуха.
Если термины требуют уточнения, прошу специалистов участников обсуждения аргументировать и предложить свои.

[PN2]

Для начала посмотрим на классику, начнём двигаться от видимого тумана, если ПВС перегрета, т.е её температура выше точки росы для данной абсолютной влажности, то капли тумана будут уменьшаться. Есть ли передел этому уменьшению, с точки зрения классической физики всё строго зависти от абсолютной влажности и температуры перегрева, если в процессе испарения капель ПВС собственно пар достигает насыщения то дальнейшее испарение естественно прекращается, но это соответствует ситуации со 100% относительной влажностью и в русских парных не используется в качестве рабочей атмосферы, если же ПВС остаётся перегретой, то капли тумана продолжают уменьшаться вплоть до полного растворения с переходом в чистый пар.

Теперь хотел бы послушать оппонентов, какие физические принципы кроме уже указанного могут помешать этому процессу.
Пока на вскидку вижу только фактор поверхностного натяжения, потому как это единственное, что реально зависит от диаметра капли.

[ZYBY]

В отношении данного вопроса я придерживаюсь следующего.

Процесс парообразования начинается при достижении жидкостью температуры кипения, которая называется температурой насыщения tн и на протяжении всего процесса остается неизменной. Температура кипения, или температура насыщения, tн зависит от природы вещества и давления, причем с повышением давления tн увеличивается. Давление, соответствующее tн называется давлением насыщения рн.

Насыщенным паром называют пар, который образовался в процессе кипения и находится в динамическом равновесии с жидкостью. Насыщенный пар по своему состоянию бывает СУХИМ насыщенным и ВЛАЖНЫМ насыщенным.

Сухой насыщенный пар представляет собой пар, НЕ СОДЕРЖАЩИЙ капель жидкости и имеющий температуру насыщения (t=tн) при данном давлении.

Влажный насыщенный пар – это равновесная смесь, состоящая из КАПЕЛЬ жидкости, находящейся при температуре кипения, и сухого насыщенного пара.

Отношение массы сухого насыщенного пара m с.п. к массе влажного насыщенного пара m в.п. называется степенью сухости х влажного пара, то есть

Х= m с.п./ m в.п.

Очевидно, что для жидкости х=0, для сухого насыщенного пара х=1.

Если к сухому насыщенному пару продолжать подводить теплоту, то его температура увеличится. Пар, температура которого при данном давлении больше, чем температура насыщения (t>tн), называется ПЕРЕГРЕТЫМ. Другими словами говоря перегретый пар – это пар, находящийся при температуре, превышающей температуру кипения жидкости при давлении, равном давлению перегретого пара. Величина превышения температурой пара температуры кипения жидкости называется степенью перегрева пара.

http://stringer46.narod.ru/WaterSteam.htm

[PN2]

ZYBY, ну это тоже самое , что я написал, только чуток подробней, но из этого следует, что перегретый пар не может содержать капель жидкости, следовательно и говорить о дисперсности пара для режимов при которых осуществляется парение не имеет смысла.
Однако возможно существуют более тонкие механизмы вступающие в действие с уменьшением размера капли, вот в этом направлении я и хотел бы покопать.
Только ребята большая просьба если что-то указываете, то так что бы это можно было проверить, а не то, что мне там бооольшой авторитет говорил.

[ZYBY]

Николай, это в поддержку и с небольшой ссылкой. Про более тонкие механизмы не ведаю. Поэтому буду читать!

[Шимас и К]

моё почтение банным химикам

Итак, разберём "кашу"
1 PN2,
молекулы пара и молекулы воды - это одно и тоже. Про "микро-капли" я вообще молчу...ладно, по секрету скажу - это тоже вода.

Газ — в нашем случае водяной пар, — согласно молекулярно-кинетической теории, представляет собой собрание молекул. Расстояние между ними во много раз больше размеров самих молекул. Молекулы газа находятся в непрерывном беспорядочном движении, пробегая путь между стенками сосудов (нашем случае это стены парилки), в котором заключен газ, и сталкиваясь друг с другом на этом пути. Удары молекул о стенки ограничивающего их сосуда обусловливают давление газа на эти стенки. Скорость движения молекул увеличивается с повышением температуры и уменьшается с ее падением.
Когда температура газа, уменьшаясь от более высоких значений, приближается к температуре кипения жидкости (для воды 100°C при нормальном давлении (атмосферном), скорость молекул уменьшается, поэтому газ конденсируется в жидкость.
Жидкость в отличие от газа представляет собой совокупность молекул, расположенных столь близко друг от друга, что между ними проявляются силы взаимного притяжения. Поэтому молекулы жидкости не разлетаются в разные стороны, как молекулы газа, а только колеблются около своего положения равновесия.
При нагревании жидкости энергия ее молекул увеличивается, скорость их колебания возрастает. При температуре 100°C и нормальном атмосферном давлении вода распадается на отдельные молекулы H2O, скорость которых уже в состоянии преодолеть взаимное притяжение молекул, и вода превращается в пар.
ВЫВОД:
С точки зрения молекулярной теории вода от пара отличается СВЯЗЬЮ молекул между собой.Лед, вода и водяной пар состоят из молекул H2O, объединенных в группы с помощью так называемых водородных связей.
"ПЕРЕГРЕТЫЙ" пар (такой категории в молекулярной теории просто не существует) - это газ, характеризующийся высокой скоростью молекул Н2О, неустойчивой водородной связью между собой и как следствие обладающий высоким давлением.......

п. с. Присел дальше послушать

[PN2]

Шимасик, ничего себе разобрал кашу, мало нам физики, так ещё и химию решил сюда замешать.
Но пока что нибудь по сути вопроса это отнюдь не прояснило.
Постарайся меньше растекаться мыслью по древу, а просто приведи прямую причинно следственную связь. К примеру говорить о дисперсности перегретого пара в воздухе не имеет смысла потому что .....
Или наоборот.
ЗЫ исправил оговорку в первом посте

[Шимас и К]

Николай, если Вы мне ЧЁТКО сформулируете вопрос, то я постараюсь на него ответить. Пока я не понял о чем "по фене ботаем"
. Если это вопрос
"Существует ли мелкодисперсный пар ?" , то я отвечу - НЕТ. Не существует
Теперь мой вопрос. Что такое - дисперсия в Вашем понимании?

кста: я как можно сжато написал про Структуру воды в трех ее агрегатных состояниях...мог и развёрнуто

[Шимас и К]

не дождавшись вопроса отвечу на имеющийся предложенный ПН2 вариант
"говорить о дисперсности перегретого пара в воздухе не имеет смысла потому что" .....
Дисперсность — физическая величина, характеризующая размер взвешенных частиц в дисперсных системах. Дисперсность - величина, показывающая какое число частиц можно уложить вплотную в одном метре. Чем меньше размер частиц, тем больше дисперсность.
Что укладывать будем? пар? (он же - газ?)
теперь о парилке.
Не имеет никакого значения,( в физическом смысле) с какого испарителя взят пар. И по большому счёту не имеет значения какой температуры этот пар. Мы паримся не паром, а воздухом. Этот воздух имеет температуру и влажность. Эти два параметра мы регулируем печкой. Нагреваем и увлажняем. Ценность печи заключается в наиболее удобном управлении этими двумя параметрами. То есть как только пар ЛЮБОЙ температуры попал в атмосферу парилки - эти два параметра воздуха сразу меняются. Температура и влажность возрастают. Причём, температура самого пара (газа) сразу падает. Таким образом имея удобоваримую для человека температуру в парилке 60 градусов, не имеет никакого смысла иметь камни в 300-400 градусов. Развивать мысль дальше не стану и так понятно.....

[Палеха]

PN2 правильно процитировал ссылку http://stringer46.narod.ru/WaterSteam.htm.
Вопрос очень сложный и мало изучен. Что такое вода в различных состояниях и что об этом известно на популярном уровне и почти популярном уровне изложено здесь (chemworld.narod.ru/public/water.html).
На что надо обратить внимание - водяной пар в бытовом понимании и в научном определени по сути разные вещи.
Когда обсуждаете водяной пар, то забудьте о кинетической теории газов. Вода - это вещество, которое обладает аномальными свойствами и в ни одну теорию не укладывается. Существуют только эмпирические уравнения описывающие состояние водяного пара.
Более-менее описано состояние жидкой и твёрдой воды. Всего выделяют 5 состояний воды см. (o8ode.ru/article/water)
О сухом водяном паре известно только то, что это гомогенная система состоящая из отдельных молекул воды (99,5%) и димеров (0,5% в мольном отношении).
Влажный водяной пар кроме одиночных молекул и димеров содержит ассоциаты из большого числа молекул. Иногда эти ассоциаты называют мельчайшими капельками, но это не совсем правильно. Капля воды - это достаточно большое образование и её объём составляет приблизительно 0,05 мл. Состав и свойства ассоциатов не изучены. Зенин предполагает, что самые маленькие "водяные кристаллы" (микрокапли имеют чёткую структуру) состоят из 57 молекул. Эти кристаллы называют кластерами... Но понятие водяной пар относится к газообразному состоянию воды (воздух в паре отсутствует).
В бане мы имеем дело всегда с аэрозолью влажного водяного пара в воздухе и/или газовой смесью сухого водяного пара с воздухом. Исключение - пар под крышкой кипящего чайника. Равновесные стационарные состояния почти не достигаются - всё в динамике от момента образования до конденсации или улёта в вытяжку.

Существует ли мелкодисперсный пар? Да, существует. Дисперсность определяет размер ассоциатов (микрокапель).

[Палеха]

Шимасик, Что укладывать будем? пар? (он же - газ?)
Вода - вещество с аномальными свойствами! Классические теории не работают.
С первой половиной поста не согласен. Для просвещения посмотрите приведённые мною ссылки. Со второй половиной согласен со всем, кроме вывода.

[Шимас и К]

[un]

Не удержусь, спрошу .
Шимасик, а дети есть у тебя или тоже "не кузяво"
(без обид)

[PN2]

[PN2]

Пока бегал возражения уже последовали.
Палеха, про кластеры я читал, им приписываются функции носителя информации и структуры воды но это даже в жидкой воде образования довольно неустойчивые, особенно с повышением её температуры, а что говорить о паре?

[Палеха]

[quote="PN2"]

[Палеха]

[Палеха]

[PN2]

Палеха,

[Vian]

Робяты.... Наконецто я добрался и наискось в торопях осилл что вы тут описали... Скажу что правы и неправы вы тут все одновременно! Заинтриговал?

Ладно против всех законов драматургии продолжу с развязки: вы все говорите понятиями устойчивой равновесной и выстояышейся системы, а где вы такую в бане видали? Если чайник нагреть до 100°, то и при нормальном давлении он враз не выкипит –нужно продолжать подводить энергию для компенсации затраченной на испарение – процесс выкипания растянется во времени.. На диссоциацию аэрозоля и конденсацию росы тоже надо время в течении которого будут поддерживаться энергетические потоки, приводящие к испарению, диссоциации, конденсации.... А глянув на пространство бани можем увидеть, что при некоторых условиях в углу у печки, к примеру, идет диссоциация (или как ее обозвать) аэрозоли на молекулы, то в противоположном углу у двери или вытяжки под полоко вполне могет появиться туман (очень наглядно наблюдал это у ВВН, когда Марат шайками подкидывал). А значит мы должны уже: 1.говорить не о том что при таких то условиях аэрозоль стоновится газом и наоборот, а внести это все под математический знак предела и говорить что при таких условиях аэрозоль стремится стать газом (и наоборот), причем чем сильнее смена температур и давления в исследуемой точке во времени –тем быстрее стремиться, но подразумевать что процесс растянут во времени и при конкретных условиях в парной достаточно долго (минуты и даже их десятки при холодных стенах, холодной печи, и режимах левой части хомотермальной кривой Хошева) пар, стремясь стать легким может оставаться тяжелым и мокрым! (можете упоминать мелко и крупнодисперсным –имхо без разницы)
2. Одновременно в пределах парной могут сложиться условия как к дисоциации, так и для конденсации и тогда мы получим движение жидкости, правда не циклическое, как с конвекцией, а вовсе наоборот (лавинный эфект), т,к легкий пар будет подниматься выше, где скорее всего обеспечены условия дальнейшей диссоциации, а тяжелый наоборот идет вниз, где скорее всего сконденсируется на пол. Вот вам, кстати, и пресловутый Рамуносовский «выхлоп» он же отработанный, он же тяжелый пар у пола..

Ну а с практической точки зрения все эти околонаучнын.выкладки вовсе ни к чему, т.к. все мы хнаем, что бывает пар легкий, а бывает тяжелый и мокрый –мыж его чуствовали неоднократно... А че там за аэрозоль и куда там диссоциирует дисперсность... Идите вы в баню с этими словами! И легкого ВАМ ВСЕМ пара!!!!