Absolútna a relatívna vlhkosť. Rosný bod

Po zvážení problémov s vyparovaním a kondenzáciou, ako aj s prítomnosťou nasýtených pár, budeme študovať koncept vlhkosť vzduchu a zariadenie na meranie.

Pre dobré zdravie a ľudské bežnom technologických procesov (pekárne a textilný priemysel, elektronika, atď.) Ľahostajné vlhkosti. Ak obsahuje málo vodnej pary, to vytvára pocit sucha v ústach, naše "elektrifikované" oblečenie a držať telo, kvety vädnú rýchlo, rýchlo dostať zatuchnutý chleba, obrazy a drevených predmetov "prasklinu" a crack. Naopak, ak je para obsiahnutá vo vzduchu veľmi blízka nasýteniu (pozri § 7-k), potom pri najmenšom poklese teploty nastane jej kondenzácia, a všetky predmety budú pokryté kvapôčkami vlhkosti.

Preto je potrebné zaviesť nové fyzikálne množstvo charakterizujúce vlhkosť vzduchu. Ukáže, koľko pary vo vzduchu je blízko sýtosti:

$ varphi $ - relatívna vlhkosť vzduchu,%
$ rho $ - hustota pár v danom momente, kg / m 3
$< ho>_<нас>$ Hustota nasýtených pár, kg / m 3

Relatívna vlhkosť vzduchu ukazuje percento vyjadrené v percentách, čo je hustota vodných pár prítomných vo vzduchu, hustoty nasýtených vodných pár pri rovnakej teplote.

Najjednoduchší nástroj na meranie relatívnej vlhkosti vzduchu je hygrometer na vlasy. Ako detail citlivý na zmeny relatívnej vlhkosti slúži ľudský vlas bez tukov (1). Je pripevnená k hornej časti zariadenia (2), obalená okolo valčeka (3) a vytiahnutá pomocou špeciálne vybraných závaží (4). Na valček je pripevnená šípka (5). Je pozoruhodné, že roztiahnuté vlasy sa rozširujú v pomere k zvýšeniu relatívnej vlhkosti a pri otáčaní valca spolu so šípkou. Pri pohybe na váhu okamžite indikuje číselnú hodnotu relatívnej vlhkosti vzduchu, vyjadrenú v percentách.

Zvážte teraz zariadenie a princíp fungovania psychrometre - presnejší nástroj na meranie vlhkosti vzduchu. Psychrometr má dva teplomery: suché a mokré. Sú nazývané tak, že koniec jedného z teplomerov je vo vzduchu a koniec druhej je zviazaný s gázou ponorenou do vody (pozri obrázok). Odparovanie vody z povrchu gázy vedie k poklesu jej teploty. Druhý "suchý" teplomer ukazuje obvyklú teplotu vzduchu. Hodnoty psychrometra merané pomocou psychrometra sa môžu prevádzať na relatívnu vlhkosť vzduchu podľa tabuľky (pozri nižšie).

Pozrime sa na príklad. Povedzme, že teplota v miestnosti je 20 ° C a vlhký teplomer ukazuje teplotu 15 ° C. To znamená, že rozdiel v nameraných hodnotách teplomerov je 5 ° C. V tabuľke v riadku "20" prejdeme do stĺpca "5". Čítali sme tam číslo: 59. V dôsledku toho je relatívna vlhkosť v miestnosti, v ktorej visí psychrometr, presne 59%.

Keď sa vo vzduchu, kde je psychrometre, je len malá vodná para, odparovanie z povrchu gázy ide intenzívne. Podľa vzorca Q = rm (viz. § 6 g), sa spotrebováva teplo "odoberá" pri vode na gázu a je chladený vzorcom $ Q = C cdot m cdot Delta t ^ o $ (viď. § 6-c). teda Mokrý teplomer vykazuje nižšiu teplotu ako suchý. Ak je vzduch taký vlhký, že vodná para obsiahnutá v ňom je nasýtená, potom sa z povrchu gázy nevyparí voda. V dôsledku toho oba teplomery budú vykazovať rovnaké teploty, a to znamená, že relatívna vlhkosť je 100%.

Skontrolujte, ako ste sa naučili materiál:

  1. Účelom tejto časti je zvážiť.
  2. Vlhkosť je dôležitá nielen pre ľudské zdravie, ale aj pre.
  3. Prečo je dôležité, aby vodná para obsiahnutá vo vzduchu nie je (takmer) nasýtená?
  4. Nové fyzikálne množstvo, ktoré sme uviedli, by malo ukázať.
  5. Relatívna vlhkosť sa vypočítava pomerom hustoty vodných pár vo vzduchu do.
  6. Hygrometer na vlasy je.
  7. Zmení sa relatívna vlhkosť vzduchu v hygrometri.
  8. Hygrometer umožňuje (je schopný) meranie relatívnej vlhkosti vzduchu, pretože.
  9. Pohodlnosť používania vlhkomeru na meranie vlhkosti je, že ide o šípku.
  10. Namiesto hygrometra sa často používa psychrometr v kvalite.
  11. Prečo správny teplomer psychrometra zvyčajne vykazuje nižšiu teplotu?
  12. Využíva sa špeciálne tzv. Psychrometrická tabuľka.
  13. Ak je teplota vzduchu v miestnosti 30 ° C, a na vlhkom teplomere 25 ° C, potom.
  14. Za akých podmienok sa rýchlo odparí voda z povrchu gázy?
  15. Vlhká gáza a s ním aj správny teplomer sú ochladené, pretože.
  16. Za akých podmienok majú oba teplomery rovnaké teploty?

Archív / poznámky z prednášky z 04.04.12 - kópia / Vlhkosť vzduchu 10

Vlhkosť vzduchu. BOD rosy.

ZARIADENIA NA STANOVENIE VLHKOSTI VZDUCHU.

Atmosféra je plynná obálka Zeme, pozostávajúca hlavne z dusíka (viac ako 75%), kyslíka (o niečo menej ako 15%) a iných plynov. Približne 1% atmosféry je vodná para. Odkiaľ pochádza v atmosfére?

Veľká časť zemského povrchu je obsiahnutá v moriach a oceánoch, ktorých povrch sa zvyčajne vyskytuje pri akejkoľvek teplote. Uvoľňovanie vody nastáva aj pri dýchaní živých organizmov.

Vzduch obsahujúci vodnú paru sa nazýva mokrý.

Na množstvo vodnej pary obsiahnutej vo vzduchu je závislá od počasia, pohody, vykonávanie technologických procesov na bezpečnosť výroby exponátov v múzeu, uchovanie obilia pri skladovaní. Je teda pre kontrolu stupňa vlhkosti a schopnosť veľmi dôležité, ak je to nutné, upraviť ho v miestnosti.

Absolútna vlhkosť vzduch je množstvo vodnej pary obsiahnuté v 1 m3 vzduchu (hustota vodnej pary).

m je hmotnosť vodnej pary, V je objem vzduchu, v ktorom je obsiahnutá vodná para. P - parciálny tlak vodnej pary, u Stabilizátory - molárna hmotnosti vodnej pary, T - teplota.

Pretože hustota je úmerná tlaku, absolútna vlhkosť môže byť tiež charakterizovaná parciálnym tlakom vodnej pary.

Stupeň vlhkosti alebo suchosti vzduchu ovplyvňuje nielen množstvo vodných pár obsiahnutých v ňom, ale aj teplotu vzduchu. Aj keď je množstvo vodnej pary rovnaké, pri nižšej teplote sa vzduch bude zdanlivejšie. To je dôvod, prečo v chladnej miestnosti vzniká vlhký pocit.

To sa vysvetľuje tým, že pri vyššej teplote vzduchu môže byť väčšie maximálne množstvo vodnej pary a maximálne množstvo vodnej pary Vzduch je obsiahnutý v prípade, keď je para prítomná nasýtený. Z tohto dôvodu maximálne množstvo vodnej pary, ktorý môžu byť obsiahnuté v 1 m 3 vzduchu pri danej teplote hustota nasýtených pár pri danej teplote.

Závislosť hustoty a parciálneho tlaku nasýtených pár na teplote sa nachádza vo fyzických tabuľkách.

Vzhľadom na túto závislosť sme dospeli k záveru, že objektívnejšia charakteristika vlhkosti vzduchu je relatívnej vlhkosti.

Relatívna vlhkosť je pomer absolútnej vlhkosti vzduchu k množstvu pary, ktorá je potrebná na nasýtenie 1 m 3 vzduchu pri danej teplote.

ρ je hustota pary, ρ0 - hustota nasýtených pár pri danej teplote a φ je relatívna vlhkosť vzduchu pri danej teplote.

Relatívna vlhkosť môže byť tiež určená parciálnym tlakom pár

P je parciálny tlak pary, P0 - parciálny tlak nasýtených pár pri danej teplote a φ je relatívna vlhkosť vzduchu pri danej teplote.

Ak je vzduch obsahujúci izobarické chladenie vodnej pary, potom pri nejakej teplote dochádza k nasýteniu vodnej pary, rovnako ako klesajúcej teplote, klesá maximálna možná hustota vodnej pary vo vzduchu pri danej teplote, t.j. hustota nasýtenej pary klesá. Pri ďalšom znižovaní teploty začína kondenzovať nadbytočné vodné pary.

teplota, pri ktorom sa daná vodná para obsiahnutá vo vzduchu nasýti, sa nazýva rosný bod.

Tento názov je spojený s fenoménom pozorovaným v prírode - s rosou. Pád rosy je vysvetlený nasledujúcim spôsobom. Počas dňa sa vzduch, pôda a voda v rôznych nádržiach zahrievajú. V dôsledku toho dochádza k intenzívnemu odparovaniu vody z povrchu nádrží a pôdy. Vodná para obsiahnutá vo vzduchu pri denných teplotách je nenasýtená. V noci a hlavne ráno sa teplota vzduchu a povrchu zeme znižuje, vodná para sa nasýti a prebytky vodnej pary kondenzujú na rôznych povrchoch.

Dr je nadbytočná vlhkosť, ktorá sa uvoľní, keď teplota klesne pod rosný bod.

Rovnaká príroda má hmla. Mist - maličké kvapôčky vody vzniknutej kondenzáciou vodnej pary, ale nie na zemi i vo vzduchu. Tieto kvapôčky sú také malé a ľahké, že sa môžu udržiavať vo vzduchu v zavesenom stave. Na týchto kvapôčkach dochádza k rozptylu svetelných lúčov a vzduch sa stáva nepriehľadným, t.j. viditeľnosť je ťažké.

Pri rýchlom ochladzovaní vzduchu sa parou, ktorá sa stáva nasýtenou, môže obísť kvapalná fáza a okamžite sa dostane do pevnej. To vysvetľuje vzhľad ostrí na stromoch. Niektoré zaujímavé optické javy na oblohe (napríklad halo) sú spôsobené prechodom slnečných alebo lunárnych lúčov cez cirrusové mraky, pozostávajúce z najmenších kryštálov ľadu.

5. Prístroje na meranie vlhkosti.

Najjednoduchšími nástrojmi na určovanie vlhkosti sú vlhkomery rôznych konštrukcií (kondenzácia, filmy, vlasy) a psychrometr.

Princíp činnosti kondenzačný vlhkomer na základe merania rosného bodu a určenia absolútnej vlhkosti v miestnosti. Keď poznáme teplotu v miestnosti a hustotu nasýtených pár zodpovedajúcu danej teplote, zistíme relatívnu vlhkosť vzduchu.

účinok filtre a vlhkomery na vlasy je spojená so zmenou elastických vlastností biologických materiálov. S rastúcou vlhkosťou sa ich elasticita znižuje a film alebo vlasy sa tiahnu dlhšie.

psychrometre pozostáva z dvoch teplomerov, v jednom z ktorých je nádrž s alkoholom navinutá navlhčenou handričkou. Pretože tkanivo neustále odparuje vlhkosť a následne odstraňuje teplo, teplota zobrazená týmto teplomerom bude vždy nižšia. Menej vlhký vzduch v miestnosti, tým viac odparovania je intenzívnejšie, teplomer s mokrou nádržou ochladzuje viac a vykazuje nižšiu teplotu. Rozdielom teploty suchých a vlhkých teplomerov pomocou vhodnej psychometrickej tabuľky určite relatívnu vlhkosť vzduchu v tejto miestnosti.

Relatívna vlhkosť vzduchu

Relatívna vlhkosť - pomer parciálneho tlaku vodných pár v plyne (primárne vo vzduchu) k rovnovážnemu tlaku nasýtených pár pri danej teplote.

obsah

Absolútna vlhkosť

Absolútna vlhkosť je množstvo vlhkosti (v gramoch) obsiahnuté v jednom kubíkovom vzduchu.

Relatívna vlhkosť

Rovnocenná definícia je pomer hmotnostného podielu vodnej pary vo vzduchu k maximálnej možnej teplote pri danej teplote. Merané v percentách a určuje sa podľa vzorca:

kde: - relatívna vlhkosť príslušnej zmesi (vzduch); - parciálny tlak vodných pár v zmesi; - rovnovážny tlak nasýtenej pary.

Tlak nasýtených vodných pár výrazne stúpa so zvyšujúcou sa teplotou (pozri graf). Z tohto dôvodu, keď izobarický (to znamená pri konštantnom tlaku) vzduchu chladenie s konštantnou koncentráciou pary je bod (rosný bod), keď para je nasýtený. V tomto prípade sa "extra" pary kondenzujú vo forme hmly alebo ľadových kryštálov. saturácie a parné kondenzačné procesy hrajú dôležitú úlohu v fyziky atmosféry: procesy tvorby a formovanie atmosférických cloud front v podstatnej časti určuje podľa nasýtenia a kondenzačných postupov, teplo uvoľnené pri kondenzácii vzdušnej energie vodnej pary mechanizmus poskytuje vzhľad a vývoj tropických cyklón (hurikány).

Vyhodnotenie relatívnej vlhkosti

Relatívna vlhkosť zmesi vody a vzduchu sa môže odhadnúť, ak je známa jeho teplota (T) a teplotu rosného bodu (Td). keď T a Td sú vyjadrené v stupňoch Celzia, potom je tento výraz pravdivý:


kde sa odhaduje parciálny tlak vodnej pary v zmesi ep :


a tlak mokrých pár vo vode v zmesi pri odhadovanej teplote es :

Nasýtené vodné pary

Pri absencii kondenzačných centier môže vzniknúť presýtený stav, kedy sa teplota zníži, tj relatívna vlhkosť sa stane viac ako 100%. Ako kondenzačné jadra môže pôsobiť ióny alebo aerosólové častice, a to na kondenzácie presýtenej iónov pár vzniknutých pri nabité častice v takom páre princípe akcie hmlovej komore a difúznych komôr: vodné kvapôčky kondenzácie na výsledných iónov tvoria viditeľnú značku (stopa) nabité častice.

Ďalším príkladom kondenzácie presýtených vodných pár sú stopy inverzie lietadiel, ktoré vznikajú pri kondenzácii presýtených vodných pár na sadze výfukových plynov motora.

Prostriedky a metódy kontroly

Určiť vlhkosť vzduchu použitých nástrojov, ktoré sa nazývajú psychrometre a vlhkomery. Psychrometr Augustus pozostáva z dvoch teplomerov - suchých a mokrých. Mokrý teplomer ukazuje teplotu nižšiu ako suchú. jeho nádrž je zabalená v látke navlhčenom vo vode, ktorá sa odparuje a ochladzuje ju. Intenzita odparovania závisí od relatívnej vlhkosti vzduchu. Podľa svedectva suchých a vlhkých teplomerov je relatívna vlhkosť vzduchu určovaná psychrometrickými tabuľkami. V poslednej dobe sa často používa integrálne snímača vlhkosti (zvyčajne prinášajú napätie) na základe vlastnosti určitých polymérov meniť ich elektrické charakteristiky (ako je napríklad dielektrickej konštanty médiá) za pôsobenia vzdušné vodnej pary. Na overenie prístrojov na meranie vlhkosti sa používajú špeciálne inštalácie - hygrostaty.

hodnota

Relatívna vlhkosť vzduchu je dôležitým environmentálnym ukazovateľom životného prostredia. Pri príliš nízkej alebo príliš vysokej vlhkosti sa pozoruje rýchla únava osoby, zhoršenie vnímania a pamäte. Potraviny, stavebné materiály a dokonca veľa elektronických súčiastok je možné skladovať v striktne definovanom rozsahu relatívnej vlhkosti. Mnohé technologické procesy sú možné len s prísnou kontrolou obsahu vodných pár vo vzduchu vo výrobnej miestnosti.

Vlhkosť v miestnosti sa dá zmeniť.

Zvlhčovače sa používajú na zvýšenie vlhkosti.

Funkcie odvlhčovania (odvlhčovania) vzduchu sa realizujú vo väčšine klimatizačných jednotiek a vo forme samostatných zariadení - odvlhčovačov.

referencie

  1. ↑ Perry, R.H. a Green, D.W., Perry's Chemical Engineers 'Handbook (7. vydanie),

Nadácia Wikimedia. 2010.

Sledujte, čo je "relatívna vlhkosť vzduchu" v iných slovníkoch:

Relatívna vlhkosť vzduchu pomer elasticity vodnej pary, t.j. parciálny tlak vodnej pary obsiahnutej vo vzduchu, na elasticitu nasýtených pár pri rovnakej teplote. Vyjadruje sa v percentách, merané pomocou psychrometrov a vlhkomerov. Pohodlný relatívny...... Námorný slovník

Relatívna vlhkosť vzduchu - 1.7. Relatívna vlhkosť vzduchu% Zdroj: TSN 23 338 2002: Energia... Slovník termínov normatívnej a technickej dokumentácie

relatívnej vlhkosti - oro drėgnis statusas Třídiť Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Apibrėžtį žr. Priede. priedas (ai) Grafinis formas atitikmenys: angl. relatívna vlhkosť počasia vok. relatívna Luftfeuchtigkeit, f rus. relatívna vlhkosť vzduchu,...... Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

relatívnej vlhkosti - oro drėgnis statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Ore esančių vandens Garu ir sočiųjų vandens Garu slėgių toje pačioje temperatūroje dalmuo, išreikštas procentais. atitikmenys: angl. relatívna vlhkosť počasia vok. relatívna...... Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

relatívnej vlhkosti - santykinis oro drėgnis statusas T sritis chemija apibrėžtis Ore esančių vandens Garu ir sočiųjų vandens Garu slėgių toje pačioje temperatūroje santykis (%). atitikmenys: angl. relatívna vlhkosť vzduchu rus. Relatívna vlhkosť ovzdušia... Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

relatívnej vlhkosti - oro drėgnis (visos oro masės atžvilgiu) statusas Tiskárna fyziky atitikmenys: angl. relatívna vlhkosť vzduchu; relatívna vlhkosť počasia vok. relatívna Luftfeuchte, f; relatívna Luftfeuchtigkeit, f rus. relatívna vlhkosť vzduchu, f pranc....... Fizikos terminų žodynas

relatívnej vlhkosti - santykinė oro drėgmė (sočiųjų garų atžvilgiu) statusas Trieda fyziky atitikmenys: angl. relatívna vlhkosť vzduchu vok. relatívna Luftfeuchtigkeit, f rus. relatívna vlhkosť, f pranc. vlhkosť vzhľadom na vzduch,... Fizikos terminų žodynas

relatívnej vlhkosti - santykinis oro drėgnis statusas T sritis Ekologija ir aplinkotyra apibrėžtis Ore esančių vandens Garu ir sočiųjų vandens Garu slėgių toje pačioje temperatūroje dalmuo, išreikštas procentais. atitikmenys: angl. relatívna vlhkosť vzduchu vok. relatívny...... Ekologijos terminų aiškinamasis žodynas

relatívnej vlhkosti - santykinis oro drėgnis statusas T sritis Energetika apibrėžtis Ore esančių vandens Garu ir sočiųjų vandens Garu slėgių toje pačioje temperatūroje dalmuo, išreikštas procentais. atitikmenys: angl. relatívna vlhkosť vzduchu vok. relatívna...... Aiškinamasis šiluminės ir branduolinės Technikos Termín žodynas

RELATÍVNA VLHKOSŤ VZDUCHU - pozri vlhkosť vzduchu... Poľnohospodársky encyklopedický slovník

Vlhkosť vzduchu

"Fyzika - trieda 10 »

Pamätajte, aké sú pary a aké sú ich hlavné vlastnosti.
Je možné považovať vzduch za plyn?
Sú zákony ideálneho plynu aplikovateľné na vzduch?

Voda zaujíma približne 70,8% povrchu zemegule. Živé organizmy obsahujú 50 až 99,7% vody. Z obrazového hľadiska sú živé organizmy živou vodou. V atmosfére je asi 13-15 tisíc km3 vody vo forme kvapiek, kryštálov snehu a vodných pár. Atmosférické vodné pary ovplyvňujú počasie a podnebie Zeme.

Vodná para v atmosfére.

Vodná para vo vzduchu, napriek obrovskej hladine oceánov, morí, jazier a riek, je ďaleko od vždy nasýtená. Pohyb vzdušných hmôt vedie k tomu, že na niektorých miestach našej planéty v tomto momente dochádza k odparovaniu vody pred kondenzáciou, zatiaľ čo v iných naopak kondenzácia prevažuje. Ale vo vzduchu je takmer vždy určité množstvo vodnej pary.

Obsah vodných pár vo vzduchu, t.j. jeho obsah vlhkosti, môže byť charakterizovaný niekoľkými množstvami.

Hustota vodných pár vo vzduchu sa nazýva absolútna vlhkosť.

Absolútna vlhkosť je preto vyjadrená v kilogramoch na meter kubický (kg / m 3).

Parciálny tlak vodných pár.

Atmosférický vzduch je zmes rôznych plynov a vodných pár. Každý z plynov prispieva k celkovému tlaku, ktorý vytvára vzduch na telách v ňom.

Tlak, ktorý by produkoval vodnú paru, ak nie sú prítomné všetky ostatné plyny, sa nazýva parciálny tlak vodnej pary.

Parciálny tlak vodnej pary sa považuje za jeden z ukazovateľov vlhkosti vzduchu. Vyjadruje sa v tlakových jednotkách - pascal alebo milimetre ortuti.

Vzhľadom na to, že vzduch je zmes plynov, atmosférický tlak je určený súčtom parciálnych tlakov všetkých zložiek suchého vzduchu (kyslík, dusík, oxid uhličitý atď.) A vodných pár.

Relatívna vlhkosť.

Parciálny tlak vodnej pary a absolútna vlhkosť ešte nemožno posúdiť, aký je blízko pri nasýtení vodných pár v týchto podmienkach. Konkrétne závisí intenzita odparovania vody a strata vlhkosti živými organizmami. To je dôvod, prečo sa uvádza hodnota, ktorá ukazuje, koľko vodnej pary pri danej teplote je blízko saturácie, relatívnej vlhkosti.

Relatívna vlhkosť vzduchu pomer parciálneho tlaku p vodnej pary obsiahnutej vo vzduchu pri danej teplote k tlaku pn. n nasýtenej pary pri tej istej teplote vyjadrenej v percentách:

Relatívna vlhkosť vzduchu je zvyčajne nižšia ako 100%.

Keď sa teplota zníži, parciálny tlak vodnej pary vo vzduchu sa môže rovnať tlaku nasýtených pár. Para začína kondenzovať a rosa vypadáva.

Teplota, pri ktorej sa vodná para stáva nasýtená, sa nazýva rosný bod.

Pomocou rosného bodu je možné určiť relatívnu vlhkosť vzduchu.

Psychrometre.

Vlhkosť sa meria pomocou špeciálnych zariadení. Povieme o jednom z nich - psychrometre.

Psychrometr sa skladá z dvoch teplomerov (obrázok 11.4). Zásobník jedného z nich zostáva suchý a ukazuje teplotu vzduchu. Zásobník druhého je obklopený pásikom tkaniny, ktorého koniec je znížený do vody. Voda sa odparí a vďaka tomu sa teplomer chladí. Čím vyššia je relatívna vlhkosť, tým menej intenzívne odparovanie a teplota zobrazená teplomerom obklopeným vlhkou handričkou je bližšie k teplote označenej suchým teplomerom.

Pri relatívnej vlhkosti 100% sa voda vôbec neodparí a údaje z oboch teplomerov budú rovnaké. Rozdielom teploty týchto teplomerov pomocou špeciálnych stolov je možné určiť vlhkosť vzduchu.

Hodnota vlhkosti.

Z vlhkosti závisí intenzita odparovania vlhkosti z povrchu ľudskej kože. Odparovanie vlhkosti má veľký význam pre udržanie konštantnej telesnej teploty. Pri vesmírnych vozidlách je relatívna vlhkosť vzduchu (40-60%) najvýhodnejšia pre ľudí.

Čo si myslíte, za akých podmienok rosa vypadne? Prečo na tráve nie je žiadna rosa pred večerným daždivým dňom?

Je veľmi dôležité poznať vlhkosť v meteorológii - v súvislosti s predpoveďou počasia. Hoci relatívne množstvo vodnej pary v atmosfére je relatívne malé (asi 1%), jej význam v atmosférických javoch je významný. Kondenzácia vodnej pary vedie k tvorbe oblakov a následnému zrážaniu. V tomto prípade sa uvoľní veľké množstvo tepla. Naopak odparovanie vody sprevádza absorpcia tepla.

V tkaní, cukrovinkách a iných odvetviach pre normálny prietok procesu je potrebné určité množstvo vlhkosti.

Je veľmi dôležité dodržiavať režim vlhkosti pri výrobe elektronických obvodov a zariadení v nanotechnológii.

Skladovanie umeleckých diel a kníh vyžaduje zachovanie vlhkosti na požadovanej úrovni. S vysokou vlhkosťou plátno na stenách sa môže prehýbať, čo povedie k poškodeniu vrstvy farby. Preto v múzeách na stenách vidíte psychrometre.

Zdroj: "Fyzika - trieda 10", 2014, učebnica Myakishev, Bukhovtsev, Sotský

Základy termodynamiky. Tepelné javy - Fyzika, učebnica pre 10. ročník - Klasická fyzika

Vlhkosť vzduchu

1. Relatívna vlhkosť

Existuje veľa otvorených vodných telies na Zemi, z ktorých sa voda odparuje: oceány a more zaberajú okolo 80% zemského povrchu. Preto je vo vzduchu vždy vodná para.

Je ľahší ako vzduch, pretože molárna hmotnosť vody (18 x 10 -3 kg mol -1) je menšia ako molárna hmotnosť dusíka a kyslíka, z ktorých hlavne tvorí vzduch. Preto sa vodná para zvyšuje. Súčasne sa rozširuje, pretože v horných vrstvách atmosféry je tlak nižší než na povrchu Zeme. Tento proces môže byť približne považovaný za adiabatický, pretože v čase, keď prebieha, nie je čas na výmenu pary s okolitým vzduchom.

? 1. Vysvetlite, prečo je para ochladená.

Ako uvidíme neskôr, keď sa ochladí na určitú teplotu, ktorá sa nazýva rosný bod, vodná para začne kondenzovať a zhromažďuje sa v malých kvapôčkach vody. Tak vzniknú mraky.

Nespadajú preto, lebo stúpajú vo vzostupných prúdoch vzduchu, rovnako ako visiace klzáky visia (obrázok 45.1). Ale keď sa kvapôčky v oblakoch stanú príliš veľkými, začnú klesať: dážď (obrázok 45.2).

Obsah vodných pár vo vzduchu je často charakterizovaný tlakom, ktorý by vyvíjal, ak by neexistovali žiadne iné plyny. Nazýva sa parciálny tlak vodnej pary. ("Čiastočný" v latinčine znamená "čiastočný.")

Cítime sa pohodlne, keď je tlak vodnej pary pri izbovej teplote (20 ° C) približne 1,2 kPa.

? 2. Aký je podiel (v percentách) indikovaný tlak z nasýteného tlaku pár pri rovnakej teplote?
Nápoveda. Použite tabuľku hodnôt tlaku nasýtených pár pre rôzne hodnoty teploty. Bolo uvedené v predchádzajúcej časti. Dávame tu podrobnejšiu tabuľku.


Teraz ste našli relatívnu vlhkosť vzduchu. Uvádzame jeho definíciu.

Relatívna vlhkosť vzduchu φ je percento parciálneho tlaku p vodnej pary vyjadrené ako percento tlaku pn nasýtená para pri rovnakej teplote:

Pohodlné podmienky pre ľudí zodpovedajú relatívnej vlhkosti 50-60%. Ak je relatívna vlhkosť podstatne nižšia, vzduch sa nám zdá suchý a ak je viac vlhký. Keď sa relatívna vlhkosť blíži 100%, vzduch je vnímaný ako surový. Lúče nevysušujú, pretože procesy odparovania vody a kondenzácie pary sa navzájom kompenzujú.

Takže relatívna vlhkosť vzduchu sa posudzuje podľa toho, akú blízko je nasýtenie vodných pár vo vzduchu.

Ak je vzduch s nenasýtenou vodnou parou izotermicky stlačený, tak tlak vzduchu aj tlak nenasýtených pár sa zvýšia. Ale tlak vodnej pary sa bude zvyšovať len dovtedy, kým nebude nasýtený!

Pri ďalšom znížení objemu sa tlak vzduchu bude naďalej zvyšovať a tlak vodnej pary bude konštantný - zostane rovnaký ako tlak nasýtených pár pri danej teplote. Prebytok pary kondenzuje, to znamená, že sa mení na vodu.

? 3. V nádobe pod piestom je vzduch, ktorého relatívna vlhkosť je 50%. Počiatočný objem pod piestom je 6 litrov, teplota vzduchu je 20 ºC. Vzduch sa začne komprimovať izotermicky. Predpokladajme, že objem vody vytvorenej z pary môže byť zanedbateľný v porovnaní s objemom vzduchu a pary.
a) Aká je relatívna vlhkosť vzduchu, keď objem pod piestom je 4 litre?
(b) Na akom objeme pod piestom bude para nasýtená?
c) Aká je počiatočná hmotnosť pary?
d) Koľkokrát klesne hmotnosť pary, keď sa objem pod piestom rovná 1 litru?
e) Koľko vody bude kondenzované?

2. Ako závisí relatívna vlhkosť od teploty?

Uvažujme, ako čitateľ a menovateľ vo vzore (1), ktorý určuje relatívnu vlhkosť vzduchu, sa mení so stúpajúcou teplotou.
V čitateľovi je tlak nenasýtených vodných pár. Je priamo úmerný absolútnej teplote (pripomínajte, že vodná para je dobre opísaná rovnicou stavu ideálneho plynu).

? 4. Koľko sa zvyšuje tlak nenasýtenej pary so zvyšujúcou sa teplotou od 0 ° C do 40 ° C?

Teraz uvidíme, ako sa súčasne mení aj nasýtený tlak pár v menovateli.

? 5. Koľkokrát sa tlak nasýtenej pary zvyšuje so zvyšujúcou sa teplotou 0 ° C až 40 ° C?

Výsledky týchto úloh ukazujú, že keď sa zvýši teplota, tlak nasýtených pár sa zvýši oveľa rýchlejšie ako tlak nenasýtených pár. V dôsledku toho sa relatívna vlhkosť vzduchu stanovená vzorcom (1) rýchlo znižuje so zvyšujúcou sa teplotou. Preto keď sa teplota zníži, relatívna vlhkosť sa zvyšuje. Nižšie uvažujeme podrobnejšie.

Keď sa vykoná ďalšia úloha, pomôže vám ideálna rovnica plynu a vyššie uvedená tabuľka.

? 6. Pri 20 ° C bola relatívna vlhkosť vzduchu 100%. Teplota vzduchu sa zvýšila na 40 ° C a hmotnosť vodnej pary zostala nezmenená.
a) Aký bol počiatočný tlak vodnej pary?
b) Aký je konečný tlak vodných pár?
c) Čo je tlak nasýtených pár pri 40 ° C?
d) Aká je relatívna vlhkosť vzduchu v konečnom stave?
e) Ako bude tento vnímaný človekom: ako suchý alebo ako mokrý?

? 7. V mokrom jesennom dni je teplota na ulici 0 ° С. Teplota v miestnosti je 20 ° C, relatívna vlhkosť 50%.
a) Kde je parciálny tlak vodnej pary: v miestnosti alebo na ulici?
(b) Akým spôsobom sa vodná para dostane po otvorení okna do miestnosti alebo z miestnosti?
c) Aká by bola relatívna vlhkosť v miestnosti, ak by parciálny tlak vodnej pary v miestnosti sa rovnal parciálnemu tlaku vodných pár z vonkajšej strany?

? 8. Mokré predmety sú zvyčajne ťažšie ako suché: takto namočené šaty sú ťažšie ako suché a surové drevo je ťažšie ako suché. To je vysvetlené skutočnosťou, že hmotnosť vlhkosti, ktorá je v ňom obsiahnutá, sa pridáva do vlastnej hmotnosti tela. A so vzduchom je situácia opačná: vlhký vzduch je ľahší ako suchý! Ako to môžem vysvetliť?

3. Rosný bod

Keď sa teplota znižuje, zvyšuje sa relatívna vlhkosť vzduchu (hoci sa hmotnosť vodných pár vo vzduchu nemení súčasne).
Keď relatívna vlhkosť vzduchu dosiahne 100%, vodná para sa nasýti.. (. Za určitých podmienok je možné získať presýtený páru jeho použitie v hmlovej komore pre detekciu Stopy (stopy) elementárnych urýchľovače častíc), pri ďalšom znižovaní teploty pary začína kondenzácie oroseniu. Teplota, pri ktorej sa táto vodná para stáva nasýtená, sa preto nazýva rosným bodom pre túto paru.

? 9. Vysvetlite, prečo rosa vypadne (obrázok 45.3) zvyčajne v ranných hodinách.


Uvažujme napríklad o nájdení rosného bodu pre určitú teplotu vzduchu s danou vlhkosťou. Na to potrebujeme nasledujúcu tabuľku.

? 10. Muž s okuliarmi vstúpil do obchodu z ulice a našiel jeho okuliare zmrznuté. Predpokladáme, že teplota okuliarov a vrstvy vzduchu, ktorá ich susedí, sa rovná teplote vzduchu na ulici. Teplota vzduchu v sklade je 20 ° C, relatívna vlhkosť 60%.
a) Vodná para vo vrstve vzduchu susediace s okuliarmi je nasýtená?
b) Aký je parciálny tlak vodnej pary v sklade?
c) Pri akej teplote je tlak vodnej pary rovný tlaku nasýtených pár?
d) Aká je teplota vzduchu na ulici?

? 11. V priehľadnom valci pod piestom je vzduch s relatívnou vlhkosťou 21%. Počiatočná teplota vzduchu je 60 ° C.
a) Na akú teplotu potrebujete ochladiť vzduch s konštantnou hlasitosťou tak, aby rosa vypadla vo valci?
b) Koľkokrát by sa objem vzduchu mal znížiť pri konštantnej teplote tak, aby rosa vypadla vo valci?
c) Prvý izotermicky stlačený vzduch a potom ochladený pri konštantnom objeme. Dewfall začal, keď teplota vzduchu klesla na 20 ° C. Koľkokrát je nižší objem vzduchu v porovnaní s počiatočným?

? 12. Prečo sa teplo ťažšie toleruje pri vysokej vlhkosti?

4. Meranie vlhkosti

Vlhkosť sa často meria pomocou psychrometra (obrázok 45.4). (Z gréckeho "psihros" - chladného, ​​tento názov je spôsobený tým, že indikácia vlhkého teplomeru je nižšia ako indikácia suchého teplomera.) Skladá sa z suchých a vlhkých teplomerov.

Indikácia vlhkého teplomeru je nižšia ako indikácia suchého teplomera, pretože počas odparovania sa kvapalina ochladzuje. Čím nižšia je relatívna vlhkosť vzduchu, tým intenzívnejšie je odparovanie.

? 13. Ktorý teplomer na obrázku 45.4 je umiestnený vľavo?

Takže podľa údajov teplomerov môžete určiť relatívnu vlhkosť vzduchu. Ak to chcete urobiť, použite psychrometrický stôl, ktorý sa často nachádza na samotnom psychrometri.

Na určenie relatívnej vlhkosti vzduchu je potrebné:
- odčítať údaje teplomeru (v tomto prípade 33 ° C a 23 ° C);
- v tabuľke nájdite čiaru zodpovedajúcu údajom o suchom teplomere a stĺpec zodpovedajúci rozdielu v údajoch teplomeru (obrázok 45.5);
- Na križovatke riadku a stĺpika si prečítajte hodnotu relatívnej vlhkosti vzduchu.

? 14. Použitím psychometrickej tabuľky (obr.45.5) určte, pri ktorých teplomeroch je relatívna vlhkosť vzduchu 50%.

Ďalšie otázky a úlohy

15. V skleníku s objemom 100 m3 je potrebné udržiavať relatívnu vlhkosť najmenej 60%. Skoro ráno, pri teplote 15 ° C, v skleníku padla rosa. Teplota sa v skleníku zvýšila na 30 ºC.
a) Aký je parciálny tlak vodných pár v skleníku pri 15 ° C?
b) Aký je objem vodnej pary v skleníku pri tejto teplote?
c) Aký je minimálny prípustný parciálny tlak vodných pár v skleníku pri 30 ° C?
d) Aký je objem vodnej pary v skleníku?
e) Akú hmotnosť vody by sa mala v skleníku odparovať, aby sa v nej udržiavala potrebná relatívna vlhkosť?

16. Na psychrometre majú oba teplomery rovnakú teplotu. Aká je relatívna vlhkosť vzduchu? Vysvetlite svoju odpoveď.