
【机】 aqueous tension
vapor; vapour
【化】 aqueous vapour
strain; tensility; tension
【化】 tension
【医】 tension; tono-
水蒸气张力(Water Vapor Tension)是一个物理学和气象学术语,指水蒸气在空气或其他气体混合物中所产生的分压。它反映了水蒸气分子对容器壁或周围环境施加的压力,是衡量空气中水蒸气含量的重要指标。该术语在现代科学文献中更常被称为“水汽分压”(Water Vapor Partial Pressure)。
物理本质
水蒸气张力本质上是水蒸气在混合气体中独立贡献的分压。根据道尔顿分压定律,混合气体的总压等于各组分气体分压之和,水蒸气张力即水蒸气组分的分压值。
与湿度的关系
该参数直接决定空气的绝对湿度。当水蒸气张力达到同温度下饱和水汽压时,空气达到饱和状态,相对湿度为100%。饱和水汽压随温度升高而显著增大,其关系由克劳修斯-克拉佩龙方程 描述:
$$ frac{dln p}{dT} = frac{L}{RT} $$
其中 ( p ) 为饱和水汽压,( T ) 为温度,( L ) 为汽化潜热,( R ) 为气体常数。
历史术语演变
“张力”(Tension)在早期热力学中曾用于描述蒸气压,现代标准术语已统一为“分压”(Partial Pressure)。例如,世界气象组织(WMO)《气象学词典》明确将“vapor pressure”作为规范表述。
定义水汽分压为“湿空气中水蒸气部分所产生的压强”,强调其与饱和水汽压的差异是云雨形成的关键因子。
指出“Water Vapor Tension”是“Vapor Pressure”的同义历史术语,现代文献普遍采用后者。
在湿度参数计算中统一使用“水汽分压”,并关联露点温度测量原理。
水蒸气张力(分压)的测量直接影响天气预报、农业灌溉及工业湿度控制。例如在气象观测中,通过干湿球温度差可计算水汽分压,进而推导相对湿度,公式为:
$$ e = E_w - AP(T - T_w) $$
其中 ( e ) 为水汽分压,( E_w ) 为湿球温度对应的饱和水汽压,( A ) 为仪器常数,( T ) 与 ( T_w ) 分别为干湿球温度。
“水蒸气张力”这一表述在科学领域并不属于标准术语,但结合物理化学知识,可以从以下两个角度进行解释:
可能的误解:液体表面张力与蒸发的关系
液体表面张力(如水的表面张力)是液体表面分子间内聚力形成的收缩力,这种力会使水滴呈现球形。表面张力会影响水的蒸发速率——张力越大,分子挣脱液体表面所需的能量越高,蒸发相对减缓。
可能指向“饱和蒸气压”
若指蒸气相关的作用力,更准确的术语是饱和蒸气压,即在一定温度下,液态水与气态水达到动态平衡时的蒸气压力。其公式为:
$$
P_{text{饱和}} = P0 cdot e^{-frac{Delta H{text{vap}}}{RT}}
$$
其中$P0$为参考压力,$Delta H{text{vap}}$为汽化焓,$R$为气体常数,$T$为温度。
建议:若涉及科学计算或论文,建议使用“表面张力”(单位:N/m)或“饱和蒸气压”等标准术语,避免使用“水蒸气张力”这一非常规表述。
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