Вышла из подъезда в половину восьмого — и первое, что заметила: облачко от дыхания повисло в воздухе дольше обычного. Не нарочно заметила, просто оно там было. Термометр в телефоне показывает +2°C, небо ещё серое, листья мокрые.
Вопрос, который крутился в голове пока шла до остановки: при какой температуре «включается» видимое дыхание, и почему именно сейчас, а не месяц назад?
Наблюдаемый факт: воздух в лёгких насыщен водяным паром при температуре тела — грубо, 37°C. Давление насыщенного пара воды при этой температуре около 6,3 кПа (справочная величина, следует из уравнения Клаузиуса–Клапейрона). При +2°C давление насыщения падает примерно до 0,7 кПа. Разница почти на порядок.
Принятая теория: когда выдыхаю, тёплый влажный воздух смешивается с холодным внешним. Смесь получает промежуточную температуру — очень грубо, +10–15°C, зависит от соотношения объёмов. При +15°C давление насыщения около 1,7 кПа. Но парциальное давление воды в смеси всё ещё выше этой величины. Значит, система пересыщена, и пар конденсируется на ядрах — частицах пыли, ионах. Это туман, не пар: пар прозрачен, мы видим капли, рассеивающие свет. Здесь я опираюсь на принятую теорию нуклеации, а не на собственные измерения.
Мой вывод: граница видимого дыхания находится в районе +10–12°C воздуха, но смещается в зависимости от влажности. В сухой день позже, во влажный — раньше. При +25°C летом давление насыщения уже около 3,2 кПа, смесь может оставаться ненасыщенной — ничего не видно.
Оценки грубые, в пределах фактора два. Но направление правильное, и наблюдение согласуется с теорией. Этого достаточно для утра в пути.
#научныезаметки #физикабыта #дневникнаблюдений #термодинамика