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小木虫论坛-学术科研互动平台 » 专业学科区 » 物理 » 基础物理 » 请问，为什么在室温，1个atm下，空气中会有水蒸气存在？
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byin

铜虫 (正式写手)

[求助] 请问，为什么在室温，1个atm下，空气中会有水蒸气存在？

这种状态下（定温定压），水的摩尔吉布斯自由能低于水蒸气，那为什么水蒸气依然存在？
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1楼2013-01-18 13:22:23
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tienan0412

金虫 (正式写手)
引用回帖:
5楼: Originally posted by byin at 2013-01-19 20:27:53
该状态下，水蒸气的化学式低于水的化学势，为什么水蒸气不相变成水？...

如果是1atm的水蒸气，此时水蒸气的化学势比水的高，不过随着水蒸气不断凝结，分压不断降低，当分压降至该温度下的饱和蒸汽压时，水蒸气与水的化学势相同，达到平衡，所以空气中还会有一部分水蒸气。
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14楼2013-01-20 13:46:39
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霁雪

木虫 (正式写手)
引用回帖:
15楼: Originally posted by byin at 2013-01-20 14:22:51
Exactly！...

这么精彩的问题啊，可惜这几天，刚好陪老朋友去考察热带瀑布了。

14楼的回到，已经很到位，但是我还要补充一些。

首先，水蒸气的存在和大气的存在没有任何关系。如果地球没有这个以氧气和氮气为主的大气层，水汽依然存在于地球的周围。一点也不会多，一点也不会少和现在一样是处于一种平衡态。

其次，水蒸气和水的化学势的高低，仅去决于他们的温度状态。所以只要水蒸气的温度（实际上是分压力）低于水的温度，水就是处于蒸发的状态过程。只有水的温度低于水蒸气的温度是时候，水蒸汽就是处于凝结状态过程。

所以（2，从水蒸气的角度看，其状态p<<1 atm（蒸汽压，且空气未饱和）, T=300K，故应处于水蒸气的状态。）中空气未饱和的说法是不存在的。除非在密闭的容器里加热，否则在通常的情况下，你无法得到为饱和的空气。
第四，请看一下我的关于：“气相水分子团簇——（水蒸气之谜之一）” 的发帖。实际上现在被使用的所有种类的湿度仪并不是一些正确的测量仪器，误差之大，令人难以相信。
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黑暗是光明的缺乏，但是在纯粹的光明中也和黑暗中一样，什么也看不到！
16楼2013-01-28 03:26:24
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jameking

铁杆木虫 (著名写手)
一个简单的解释是：只要不处于绝对零度，物质仍然有分子（热）运动。水的密度大于水蒸气，所以由水这种高密度的热运动向低密度的蒸汽形态转变是自发的扩散。
提高压力，可以压制这种扩散（蒸发）的速度和范围
提高温度，可以加速这种扩散（蒸发）的速度和范围
当压力和温度的相互作用达到平衡时在局部密闭环境中的水、汽质量比（饱和水、汽平衡）

我认为，对物理学的原理性理解不能用数学形式来左右客观世界的存在。这就是我们这个世界还
需要物理学存在的理由。
数学多少是人脑对世界的规律的总结和抽象，但世界并不因为人脑的存在而存在！
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17楼2013-01-28 09:06:55
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byin

铜虫 (正式写手)
hello?
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2楼2013-01-19 19:33:26
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nono2009

超级版主 (文学泰斗)

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华丽的飘过: 金币+3, 3q 2013-01-22 01:45:01
在室温，1个atm下，空气中当然会有水蒸气存在，这是常识
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3楼2013-01-19 20:22:17
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囡囡囧葬

铜虫 (小有名气)

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华丽的飘过: 金币+3, 3q 2013-01-22 01:45:10
虽然水的摩尔吉布斯自由能低于水蒸气，但没有把水的全部能量都转化了，所以还有水蒸气。
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4楼2013-01-19 20:27:04
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byin

铜虫 (正式写手)
引用回帖:
3楼: Originally posted by nono2009 at 2013-01-19 20:22:17
在室温，1个atm下，空气中当然会有水蒸气存在，这是常识

该状态下，水蒸气的化学式低于水的化学势，为什么水蒸气不相变成水？
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5楼2013-01-19 20:27:53
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byin

铜虫 (正式写手)
引用回帖:
5楼: Originally posted by byin at 2013-01-19 20:27:53
该状态下，水蒸气的化学式低于水的化学势，为什么水蒸气不相变成水？...

说反了，应该是G_air>G_water
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6楼2013-01-19 20:29:32
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nono2009

超级版主 (文学泰斗)

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byin: 金币+10, thanks，问题解决！ 2013-01-19 20:37:04
引用回帖:
5楼: Originally posted by byin at 2013-01-19 20:27:53
该状态下，水蒸气的化学式低于水的化学势，为什么水蒸气不相变成水？...

我不懂这么深奥的。不知你是如果考虑空气中水蒸汽的分压力的，那可以比1atm低多了。
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7楼2013-01-19 20:30:32
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byin

铜虫 (正式写手)
引用回帖:
4楼: Originally posted by 囡囡囧葬 at 2013-01-19 20:27:04
虽然水的摩尔吉布斯自由能低于水蒸气，但没有把水的全部能量都转化了，所以还有水蒸气。

谢谢回复。

但是我没看懂你的意思，你可不可以转述一下？具体点。
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8楼2013-01-19 20:30:38
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gongxd325

至尊木虫 (文坛精英)

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华丽的飘过: 金币+3, 3q 2013-01-22 01:45:25
因为在室温和1个atm下，水的蒸气压不等于0，因此会蒸发
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一个人做点好事并不难难的是一辈子做好事!!!
9楼2013-01-19 20:32:21
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囡囡囧葬

铜虫 (小有名气)

【答案】应助回帖

引用回帖:
8楼: Originally posted by byin at 2013-01-19 20:30:38
谢谢回复。

但是我没看懂你的意思，你可不可以转述一下？具体点。...

SPAC系统理论中引入能量观点认为水分运移取决于其驱动力-水势差(即能量差)的大小和水流的阻力。但目前水势定义的本质是等温条件下摩尔吉布斯函数之差,并不能涵盖总能量。
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10楼2013-01-19 20:32:48
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