单选题
对一定湿度的气体,固定气体的温度,增大总压,其露点()
A
增大
B
减小
C
不变
D
或增大或减小
答案解析
正确答案:A
解析:
这是一道关于化工原理或物理化学中**湿度图(Psychrometric Chart)**及**露点温度**定义的题目。以下是详细的解析:
### 1. 核心概念定义
* **露点温度 ($t_d$)**:指在总压一定的条件下,将不饱和湿空气冷却至饱和状态(即相对湿度 $\phi = 100\%$)时的温度。此时,空气中的水蒸气分压 $p_v$ 等于该温度下的饱和蒸汽压 $p_s$。
* 关键关系:**露点温度仅取决于湿空气中水蒸气的分压 $p_v$**。$p_v$ 越大,对应的饱和温度(露点)越高;$p_v$ 越小,露点越低。
* **湿度(绝对湿度/含湿量 $H$ 或 $d$)**:指单位质量干空气中所含水蒸气的质量。
* 公式:$H = 0.622 \frac{p_v}{P - p_v}$
* 其中,$p_v$ 为水蒸气分压,$P$ 为总压。
### 2. 逻辑推导过程
题目条件为:**“对一定湿度的气体”**(即绝对湿度 $H$ 不变),**“固定气体的温度”**,**“增大总压 $P$”**。
我们需要判断露点的变化,而露点由水蒸气分压 $p_v$ 决定。因此,问题的核心转化为:**当总压 $P$ 增大且绝对湿度 $H$ 不变时,水蒸气分压 $p_v$ 如何变化?**
根据绝对湿度公式变形求 $p_v$:
$$ H = 0.622 \frac{p_v}{P - p_v} $$
$$ \frac{H}{0.622} = \frac{p_v}{P - p_v} $$
令 $K = \frac{H}{0.622}$ (因为 $H$ 不变,所以 $K$ 为常数)
$$ K (P - p_v) = p_v $$
$$ KP - K p_v = p_v $$
$$ KP = p_v (1 + K) $$
$$ p_v = \frac{K}{1 + K} P $$
从上述推导可以看出:
1. $K$ 是常数(由不变的湿度 $H$ 决定)。
2. $\frac{K}{1 + K}$ 也是一个正的常数系数。
3. 因此,**水蒸气分压 $p_v$ 与总压 $P$ 成正比**。
**结论**:
当总压 $P$ **增大**时,水蒸气分压 $p_v$ 也随之**增大**。
由于露点温度是水蒸气分压 $p_v$ 的单增函数(即分压越高,达到饱和所需的温度越高),所以:
* $p_v$ 增大 $\rightarrow$ **露点温度升高**。
### 3. 直观理解
想象一个含有固定水量水蒸气的空气团。如果你压缩这个空气团(增大总压),虽然水分子的总数没变,但它们被挤压在更小的体积内(或者说在相同的摩尔分数下,分压占比提升导致绝对分压提升,注意这里用分压定义更准确:$p_v = y_v \cdot P$,若湿度不变,摩尔比不变,但通常工程上“一定湿度”指比湿度不变,推导如上所示,$p_v$ 随 $P$ 增加而增加)。
简单来说,压力增大使得水蒸气更“容易”凝结,因此在更高的温度下就会达到饱和状态,即露点升高。
### 4. 最终答案
综上所述,增大总压,水蒸气分压增大,导致露点增大。
故正确答案为:**A. 增大**
相关知识点:
定温增压露点增大
题目纠错
化工总控工理论题库
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