同學們 你們有沒有觀察到 在晴天、有風的時候 把衣服拿到戶外晾曬 很快就乾了 反之 雨天或在室內不通風的地方 往往晾再久 衣服都不容易乾 為什麼會發生這樣的情況呢？ 首先 我們先來瞭解 不同液體的飽和蒸氣壓 讓我們來看看這張表 在25°C時 酒精、丙酮和水 這三種不同溶劑 與飽和蒸氣壓的關係 分別是：58.8、224、23.8 讓我們來認識 不同溶劑的蒸氣壓 從圖可知在同溫下 愈容易揮發的液體 飽和蒸氣壓愈大 我們可以看到飽和蒸氣壓 為乙醚>氯仿>乙醇>水 請觀察看看 水在不同溫下的 飽和蒸氣壓間的關係 是否發現溫度越高 飽和蒸氣壓越大呢？ 我們繼續來看看 嘗試觀察其相關現象 從表格中可以得知 當溫度越高 飽和蒸氣壓越大 故嘗試將溫度及蒸氣壓 作圖可以得知 我們已經知道 當溫度越高 飽和蒸氣壓越大 想想看 飽和蒸氣壓與相對濕度是否有關呢？ 接下來 我們來複習兩個觀念 首先是蒸發現象 蒸發現象發生在任何溫度下 乃是液體表面粒子 掙脫其他粒子的束縛 而其主要發生在 液體的表面粒子汽化 且無氣泡生成 第二個觀念是液體的蒸氣壓 將一杯水置於桌面上 杯內的水會蒸發 逐漸減少至完全消失 若將一杯水密封 一段時間後 液面的高度下降至一定程度後 便維持不變 定溫時 最初只有液體蒸發為氣體 而蒸發速率與液面單位面積的 液體分子數有關 因為液面的分子數不變 所以蒸發速率為一定值 當蒸氣分子碰撞到液面時 可凝結成液體 蒸發的時間愈長 蒸氣分子愈多 凝結的速率會愈大 當凝結速率等於蒸發速率時 即達到液、氣相間之動態平衡 故液面的高度不再改變 在一密閉系統中 達平衡時只要有液體存在 就會有飽和氣壓 若我們在一附有活塞的容器內 裝少量的水保持定溫下 將容器體積擴大 將蒸氣壓力與容器體積作圖 可得如右之關係圖 在C點時，這時候瓶內沒有液態水了 右圖曲線藍色線條從C到D到E的過程 瓶內體積增加 水蒸氣壓變成未飽和 依據氣體定律 瓶內的氣壓就減少了 接著 我們來看水的三態與相變 從水的三相圖中 可以看到狀態受壓力、溫度影響 而所提及的飽和蒸氣壓 乃是密閉容器中 液體與氣體共存時的壓力 我們來看看氣溫對水氣壓的圖形 曲線代表空氣中的水蒸氣壓恰恰達飽和 稱為飽和水氣壓曲線 在曲線的下方為未飽和狀態 空氣中的水蒸氣則以氣態存在 曲線上方為過飽和狀態 若達到或超過飽和 則會變成水滴或冰 也可解釋水的三態 在不同條件下出現 從圖片可以看出 氣溫越高 空氣可以容納的水氣越多 也就是飽和水氣壓越大 因此在20°C時 B點的飽和水氣壓為25百帕 A點而言 20°C的飽和水氣壓為15百帕 同學們 接下來就讓我們認識「相對濕度」 這是生活中常用的溫濕度計 你知道濕度是如何定義的嗎？ 相對濕度 等於空氣中水蒸氣分壓 除以同溫時水的飽和蒸氣壓×100% 舉例 在25°C時 水的飽和蒸氣壓為23.8毫米汞柱 若空氣中水的蒸氣壓為19毫米汞柱 則相對濕度等於 19/23.8×100%=80% 固定氣溫的條件下 水蒸氣的分壓越高 相對濕度就會愈高 當相對濕度達100%時 家中的牆面或地板 即會開始有水氣凝結 此即為反潮的現象 假如空氣中含有 相同水蒸氣的分壓時 夏天氣溫較高 相對濕度就會比較低 冬天氣溫較低 相對濕度就會比較高 再重新回顧剛剛介紹的 水的蒸氣壓曲線 在20°C時 B點的飽和水氣壓為25百帕 A點而言 20°C的飽和水氣壓為15百帕 B和A同為20°C 可推未飽和的A的相對濕度為 12/20×100=60% A若降溫到C的13°C 水蒸氣壓達到飽和 濕度將上升為100% 透過剛才的學習 我們在一開始提到 衣服不乾與濕度的關係？ 你想到答案了嗎？ 空氣中多多少少均會含有水氣 我們可想像乾燥空氣是溶劑 水氣就是溶質 多少水氣能溶入定量的乾燥空氣中 決定性的條件是「溫度」 當溫度愈高時 飽和水蒸氣壓愈大 溫度越低時，飽和水蒸氣壓越小 因此 當炎熱的夏天 氣溫較高 水蒸氣的蒸發速度快 且水蒸氣的飽和蒸氣壓也較大 因此相對溼度較小 如牆上溼度計所示 所以衣服較容易乾 當寒冷的冬天時 水蒸氣蒸發速度慢 且水蒸氣的飽和蒸氣壓較低 因此相對溼度較高 如牆上溼度計所示 所以衣服不容易乾 身體流汗是利用汗液蒸發 將體內過高的熱釋放出去 當高溫夏季快要下午後雷陣雨時 空氣中的相對濕度較高 空氣中可再容納的 水分子數量已不多 造成身上排汗不容易蒸發 身體不易散熱 就感覺非常不舒服 但當下過雨後 相對濕度降低 空氣中可再容納更多的水分子 身上排汗容易蒸發 是不是就會覺得涼爽許多呢 看完了影片 你是否學會水的飽和蒸氣壓 以及判斷相對濕度了呢？ 歡迎在影片下方留言區 告訴我們你的答案 我們下次見