Относителната влажност на въздуха се повишава 4 пъти. Наситена пара, кипене, влажност на въздуха

IN този урокЩе се въведе понятието абсолютна и относителна влажност на въздуха, ще се обсъдят термини и величини, свързани с тези понятия: наситена пара, точка на оросяване, уреди за измерване на влажност. По време на урока ще се запознаем с таблиците за плътност и налягане на наситените пари и психрометричната таблица.

За хората влажността е много важен параметър. заобикаляща среда, тъй като тялото ни реагира много активно на неговите промени. Например, механизъм за регулиране на функционирането на тялото, като изпотяване, е пряко свързан с температурата и влажността на околната среда. При висока влажностпроцесите на изпаряване на влагата от повърхността на кожата практически се компенсират от процесите на нейната кондензация и се нарушава отвеждането на топлина от тялото, което води до нарушения в терморегулацията. При ниска влажност процесите на изпаряване на влагата преобладават над процесите на кондензация и тялото губи твърде много течности, което може да доведе до дехидратация.

Количеството влажност е важно не само за хората и другите живи организми, но и за потока на технологични процеси. Например поради известна собственостводата провежда електрически ток; съдържанието й във въздуха може сериозно да повлияе на правилната работа на повечето електрически уреди.

В допълнение, понятието влажност е най-важният критерий за оценка метеорологични условия, което всеки знае от прогнозите за времето. Заслужава да се отбележи, че ако сравним влажността в различни периоди от годината в нашата обичайна климатични условия, тогава той е по-висок през лятото и по-нисък през зимата, което е свързано по-специално с интензивността на процесите на изпарение при различни температури.

Основни характеристики влажен въздухса:

плътност на водните пари във въздуха;
относителна влажност.

Въздухът е съставен газ и съдържа много различни газове, включително водна пара. За да се оцени количеството му във въздуха, е необходимо да се определи каква маса има водната пара в определен разпределен обем - тази стойност се характеризира с плътност. Плътността на водните пари във въздуха се нарича абсолютна влажност.

Определение.Абсолютна влажност на въздуха- количеството влага, съдържащо се в един кубичен метър въздух.

Обозначаванеабсолютна влажност: (както е обичайното обозначение за плътност).

Единициабсолютна влажност: (в SI) или (за удобство при измерване на малки количества водна пара във въздуха).

Формулаизчисления абсолютна влажност:

Обозначения:

Маса на пара (вода) във въздуха, kg (в SI) или g;

Обемът въздух, съдържащ посочената маса пара, е .

от една страна, абсолютна влажноствъздух е разбираема и удобна стойност, тъй като дава представа за специфичното съдържание на вода във въздуха по маса; от друга страна, тази стойност е неудобна от гледна точка на чувствителността на влажността на живите организми. Оказва се, че например човек не усеща масовото съдържание на вода във въздуха, а по-скоро нейното съдържание спрямо максимално възможната стойност.

За да се опише такова възприятие, беше въведено следното количество: относителна влажност.

Определение.Относителна влажност– стойност, показваща колко далеч е парата от насищане.

Тоест стойността на относителната влажност, с прости думи, показва следното: ако парата е далеч от насищане, тогава влажността е ниска, ако е близо, тя е висока.

Обозначаванеотносителна влажност: .

Единициотносителна влажност: %.

Формулаизчисления относителна влажност:

Наименования:

Плътност на водните пари (абсолютна влажност), (в SI) или ;

Плътност на наситена водна пара при дадена температура (в SI) или .

Както се вижда от формулата, тя включва абсолютната влажност, с която вече сме запознати, и плътността на наситените пари при същата температура. Възниква въпросът: как да се определи последната стойност? За това има специални устройства. Ще обмислим кондензациявлагомер(фиг. 4) - устройство, което се използва за определяне на точката на оросяване.

Определение.Точка на оросяване- температурата, при която парата се насища.

Ориз. 4. Кондензационен хигрометър ()

Лесно изпаряваща се течност, например етер, се излива в контейнера на устройството, поставя се термометър (6) и въздухът се изпомпва през контейнера с помощта на крушка (5). В резултат на повишената циркулация на въздуха започва интензивно изпаряване на етер, поради което температурата на контейнера намалява и върху огледалото (4) се появява роса (капчици кондензирана пара). В момента, в който върху огледалото се появи роса, температурата се измерва с помощта на термометър; тази температура е точката на оросяване.

Какво да правим с получената температурна стойност (точка на оросяване)? Има специална таблица, в която се въвеждат данни - каква плътност на наситената водна пара съответства на всяка конкретна точка на оросяване. Трябва да се отбележи полезен факт, че с увеличаването на точката на оросяване стойността на съответната плътност на наситените пари също се увеличава. С други думи, колкото по-топъл е въздухът, толкова по-голямо количество влага може да съдържа и обратното, колкото по-студен е въздухът, толкова по-ниско е максималното съдържание на пари в него.

Нека сега разгледаме принципа на работа на други видове влагомери, устройства за измерване на характеристиките на влажността (от гръцки hygros - „мокър“ и metreo - „измервам“).

Хигрометър за коса(фиг. 5) - устройство за измерване на относителна влажност, в което косата, например човешка коса, действа като активен елемент.

Действието на хигрометъра за коса се основава на свойството на обезмаслената коса да променя дължината си при промяна на влажността на въздуха (при повишаване на влажността дължината на косата се увеличава, при намаляване намалява), което позволява измерването на относителната влажност. Косата е опъната върху метална рамка. Промяната в дължината на косата се предава на стрелката, движеща се по скалата. Трябва да се помни, че хигрометърът за коса не дава точни стойности на относителната влажност и се използва предимно за домашни цели.

По-удобно и точно устройство за измерване на относителната влажност е психрометърът (от старогръцки ψυχρός - „студен“) (фиг. 6).

Психрометърът се състои от два термометъра, които са фиксирани на обща скала. Един от термометрите се нарича мокър термометър, тъй като е обвит в камбрична тъкан, която е потопена в резервоар с вода, разположен на гърба на устройството. Водата се изпарява от мократа тъкан, което води до охлаждане на термометъра, процесът на намаляване на температурата му продължава, докато се достигне етапът, докато парата в близост до мократа тъкан достигне насищане и термометърът започне да показва температурата на точката на оросяване. По този начин мокрият термометър показва температура, по-малка или равна на действителната температура на околната среда. Вторият термометър се нарича сух термометър и показва реалната температура.

На тялото на устройството, като правило, има и така наречената психрометрична маса (Таблица 2). Използвайки тази таблица, можете да определите относителната влажност на околния въздух от температурната стойност, показана от сухия термометър и от температурната разлика между сухия и мокрия термометър.

Въпреки това, дори и без такава таблица под ръка, можете приблизително да определите стойността на влажността с помощта следния принцип. Ако показанията на двата термометъра са близки един до друг, тогава изпарението на водата от влажния е почти напълно компенсирано от кондензация, т.е. влажността на въздуха е висока. Ако, напротив, разликата в показанията на термометъра е голяма, тогава изпарението от мократа тъкан преобладава над кондензацията и въздухът е сух, а влажността е ниска.

Нека се обърнем към таблиците, които ни позволяват да определим характеристиките на влажността на въздуха.

температура,	Налягане, мм. rt. Изкуство.	Плътност на парите

Таблица 1. Плътност и налягане на наситени водни пари

Нека отбележим още веднъж, както беше посочено по-рано, стойността на плътността на наситената пара се увеличава с нейната температура, същото важи и за налягането на наситената пара.

Таблица 2. Психометрична таблица

Нека припомним, че относителната влажност се определя от стойността на показанията на сухия термометър (първа колона) и разликата между сухите и мокрите показания (първи ред).

В днешния урок научихме за важна характеристика на въздуха - неговата влажност. Както вече казахме, влажността намалява през студения сезон (зимата) и се увеличава през топлия сезон (лятото). Важно е да можете да регулирате тези явления, например, ако е необходимо да се увеличи влажността, поставете стаята в зимно временяколко резервоара с вода за подобряване на процесите на изпарение, но този метод ще бъде ефективен само при подходяща температура, която е по-висока от външната.

В следващия урок ще разгледаме какво представлява работата на газа и принципа на работа на двигателя с вътрешно горене.

Библиография

Gendenshtein L.E., Kaidalov A.B., Kozhevnikov V.B. / Ед. Орлова V.A., Roizena I.I. Физика 8. - М.: Мнемозина.
Перишкин А.В. Физика 8. - М.: Дропла, 2010.
Фадеева А.А., Засов А.В., Киселев Д.Ф. Физика 8. - М.: Просвещение.

Интернет портал „dic.academic.ru“ ()
Интернет портал “baroma.ru” ()
Интернет портал “femto.com.ua” ()
Интернет портал „youtube.com“ ()

Домашна работа

« Физика - 10 клас"

При решаване на задачи трябва да се има предвид, че налягането и плътността на наситената пара не зависят от нейния обем, а зависят само от температурата. Уравнение на състоянието идеален газприблизително приложимо за описание на наситена пара. Но когато наситената пара се компресира или нагрява, нейната маса не остава постоянна.

Когато решавате някои проблеми, може да се нуждаете от стойности на налягането на наситените пари при определени температури. Тези данни трябва да бъдат взети от таблицата.

Задача 1.

Затворен съд с обем V 1 = 0,5 m 3 съдържа вода с маса m = 0,5 kg. Съдът се нагрява до температура t = 147 °C. Колко трябва да се промени обемът на съда, за да съдържа само наситена пара? Налягане на наситените пари pH. n при температура t = 147 °C е равно на 4,7 10 5 Pa.

Решение.

Наситена пара при pH налягане. n заема обем, равен на където M = 0,018 kg/mol - моларна масавода. Обемът на съда е V 1 > V, което означава, че парата не е наситена. За да се насити парата, обемът на съда трябва да се намали с

Задача 2.

Относителната влажност на въздуха в затворен съд при температура t 1 = 5 ° C е равна на φ 1 = 84%, а при температура t 2 = 22 ° C е равна на φ 2 = 30%. Колко пъти налягането на наситените пари на водата при температура t 2 е по-голямо от това при температура t 1?

Решение.

Налягането на водните пари в съда при T 1 = 278 K е където p n. n1 - налягане на наситените пари при температура T1. При температура Т 2 = 295 K налягане

Тъй като обемът е постоянен, тогава според закона на Чарлз

Оттук

Задача 3.

В помещение с обем 40 m 3 температурата на въздуха е 20 ° C, неговата относителна влажност φ 1 = 20%. Колко вода трябва да се изпари, така че относителната влажност φ 2 да достигне 50%? Известно е, че при 20 °C налягането на наситените пари е rnp = 2330 Pa.

Решение.

Относителна влажност оттук

Парно налягане при относителна влажност φ 1 и φ 2

Плътността е свързана с налягането чрез равенството ρ = Mp/RT, откъдето

Маси на вода в стая при влажност φ 1 и φ 2

Маса вода за изпаряване:

Задача 4.

В стая със затворени прозорци при температура 15 °C, относителна влажност φ = 10%. Каква ще бъде относителната влажност, ако температурата в помещението се повиши с 10 °C? Налягане на наситените пари при 15 °C pH. p1 = 12,8 mm Hg. чл., а при 25 °C pH p2 = 23,8 mm Hg. Изкуство.

Тъй като парата е ненаситена, парциалното налягане на парата се променя според закона на Чарлз p 1 /T 1 = p 2 /T 2. От това уравнение можем да определим налягането ненаситена пара p 2 при T 2: p 2 = p 1 T 2 /T 1. Относителната влажност при T 1 е равна.

Влажността е мярка за количеството водна пара във въздуха. Относителната влажност е количеството вода, съдържащо се във въздуха при дадена температура, в сравнение с максималното количество вода, което може да се съдържа във въздуха при същата температура като парите.

С други думи, относителната влажност показва колко влага е все още необходима, за да се появи кондензация при дадени условия на околната среда. Тази стойност характеризира степента на насищане на въздуха с водна пара. При изчисляване оптимална влажноствъздухът в помещенията се нарича относителна влажност.

Например при температура 21°C един килограм сух въздух може да съдържа до 15,8 g влага. Ако 1 kg сух въздух съдържа 15,8 g вода, тогава се казва, че относителната влажност е 100%. Ако същото количество въздух съдържа 7,9 g вода при същата температура, тогава спрямо максимално възможното количество влага съотношението ще бъде: 7,9/15,8 = 0,50 (50%). Следователно относителната влажност на такъв въздух ще бъде 50%.

Каква влажност е оптимална?

Идеалната влажност в жилищното помещение е 40-60%. IN летни месецивъздухът е достатъчно овлажнен (особено дъждовно времеотносителната влажност може да достигне 80-90%), така че няма нужда от допълнителни методи за овлажняване.

През зимата обаче системите за централно отопление и други отоплителни уреди водят до сух въздух. Това е така, защото интензивното нагряване повишава температурата, но не увеличава количеството водна пара. Това води до повишено изпаряване на влага отвсякъде: от кожата ви и от тялото ви, стайни растения и дори мебели. Относителната влажност в апартаментите през зимата обикновено е не повече от 15%. Това е дори по-малко, отколкото в пустинята Сахара! Там относителната влажност е 25%.

Таблица оптимална влажностпоказва колко недостатъчно е нивото от 15%:

Човешки 45-65%Компютърна техника и битова техника 45-65%Мебели и музикални инструменти 40-60%Библиотеки, експонати на художествени галерии и музеи 40-60%

Как да постигнете оптимална влажност?

Единственият съвет е да овлажнявате стаята.

Има много „народни“ методи за овлажняване. Можете например да закачите мокри кърпи и парцали в стаята. Поставете резервоар за вода върху нагревателя. Изпарението на водата рано или късно ще доведе до повишаване на влажността на въздуха. За да предпазите пианото от изсъхване, преди това се препоръчваше да поставите буркан с вода вътре. Вариант за тези, които не жалят пари - декоративен фонтанв стаята.

Тези методи обаче са неудобни и неефективни. Не е възможно да се повиши значително влажността на въздуха в помещението с помощта на буркан с вода. Освен това консерва на радиатор и кърпи на въжета не изглеждат много естетически.

Най-ефективният и практичен начин за повишаване на влажността в помещението е инсталирането овлажнител за въздух. Това устройство за контрол на климата е в състояние да поддържа точно определено ниво на овлажняване, освен това е евтино и лесно за използване. А новото поколение овлажнители сами контролират оптималната влажност.

Въздухът е до известна степен изпълнен с водна пара. Неговото количество се характеризира с такъв показател като влажност. Тя може да бъде абсолютна и относителна. Първият индикатор показва обема на водата, съдържаща се в един кубичен метър въздух. Вторият член се използва за определяне на съотношението между максималното възможно количество пара към действителното количество. Ако се определя влажността на въздуха в помещенията, това е относителен показател.

Защо да измервате и контролирате влажността на закрито?

Влажността в къщата пряко влияе върху здравето и благосъстоянието на всички нейни обитатели. Ако показателите не отговарят на нормата, страдат не само хората, но и стайни растения, мебели и други неща. Количеството водна пара в околната среда не е стабилно и се променя през цялото време в зависимост от времето на годината.

Защо сухият въздух е опасен?

Много често през отоплителния сезон се наблюдава ниска вътрешна влажност. Това води до факта, че човек бързо губи вода през кожата и дихателните пътища. В резултат на такива негативни явления се наблюдават следните ефекти:

намалена еластичност и сухота на кожата, която е придружена от появата на микропукнатини, води до развитие на дерматит;
изсушаването на лигавицата на очите води до зачервяване, парене и сълзене на очите;
кръвта губи част от течния си компонент, което намалява скоростта на движение, създавайки допълнителен стрес върху сърцето;
човек страда от главоболие, чувства се уморен и губи нормална работоспособност;
вискозитетът на стомашния сок се увеличава, което влошава храносмилането;
настъпва изсушаване на лигавиците респираторен тракт, което отслабва местния имунитет;
повишаване на концентрацията на патогенни микроорганизми във въздуха, които обикновено се неутрализират от въздушни капчици.

За измерване на въздуха в апартамент е достатъчно да закупите най-простото устройство, което обикновено се комбинира с термометър или часовник. Има малка грешка от 3-5%, което не е критично.

С помощта на чаша вода

За да определите влажността на въздуха, трябва да напълните обикновена чаша с вода и да я поставите в хладилника за 3 часа, така че течността да се охлади до 3-5 ° C. Съдът се изважда и се поставя на масата далеч от нагревателните уреди. В продължение на няколко минути наблюдавайте стените на чашата, където откриват появата на конденз под формата на водни капчици. Резултатите от експеримента се изразяват, както следва:

стъклото е изсъхнало бързо - влажността е намалена;
стените останаха замъглени - стандартите за влажност в помещението бяха изпълнени;
Водата започна да тече по стъклото - влажността беше повишена.

Маса Assmann

Таблицата на Assmann е предназначена за определяне на влажността с помощта на психрометър.Състои се от два термометъра - обикновен и един с функция за овлажняване. Индикаторите, измерени от второто устройство, ще бъдат малко по-ниски.Влажността на въздуха се определя с помощта на специална таблица, като се използват получените стойности.

С помощта на елхова шишарка

Вземете обикновения ела шишаркаи го поставете далеч от нагревателни уреди. При сух въздух люспите му ще се отворят, а при влажен въздух ще се свият плътно.

Общоприети стандарти

Стандартите за влажност на закрито зависят от предназначението и времето на годината. Спазването на препоръчителните параметри ще осигури добро здраве и няма да повлияе отрицателно на човешкия имунитет.

Стандарти за апартамент

За апартамент всички стандарти по отношение на климатичните параметри са посочени в GOST 30494-96. Според този документ влажността на въздуха през студения сезон трябва да варира от 30-45%, а през топлия сезон - 30-60%. Въпреки посочените стойности, индикаторът от 30% може да се възприема лошо от човешкото тяло. Ето защо лекарите препоръчват поддържане на параметри от 40-60%, които се считат за оптимални по всяко време на годината.

Стандарти за детска стая

Организмът на детето не може да функционира правилно при ниска влажност на въздуха. Това води до бързо изсушаване на лигавиците, което може да доведе до намаляване на местния имунитет.

работно място

Нивото на влажност на работното място зависи от спецификата на работа. Например за офис служителите е 40-60%.

Как да нормализираме вътрешния микроклимат?

За да направите вътрешния микроклимат удобен за живеене, трябва да използвате следните съвети:

използване на овлажнители на въздуха. Незаменим през отоплителния сезон във всяка стая;
редовно проветряване;
увеличаване на броя на стайните растения;
наличие на смукателна вентилация. Захранващият аспиратор ще захранва стаята свеж въздухи нормализира количеството на водните пари;
в някои случаи се препоръчва използването на специални влагоуловители, оборудвани с абсорбиращи вещества;
Забранено е сушенето на дрехи в жилищни помещения, което се отразява негативно на техния микроклимат.

Видео: Как да измерим влажността на въздуха

У дома
Климатици

Този видео урок е достъпен чрез абонамент

Вече имате абонамент? Да вляза

I-17="">Наситена пара, влажност на въздуха

Ще посветим днешния урок на обсъждане на концепцията за влажност на въздуха и методите за нейното измерване. Основното явление, което влияе върху влажността на въздуха, ще бъде процесът на изпаряване на водата, за който вече говорихме по-рано, а най-важното понятие, което ще използваме, ще бъде наситена и ненаситена пара.

Ако различаваме различни състояния на парата, те ще се определят от взаимодействието, в което се намира парата с нейната течност. Ако си представим, че някаква течност е в затворен съд и протича процесът на изпаряване, тогава рано или късно този процес ще стигне до състояние, при което изпарението през равни интервали от време ще бъде компенсирано от кондензация и така нареченото динамично равновесие на ще се появи течност с нейните пари (фиг. 1) .

Ориз. 1. Наситена пара

Определение.Наситена парае пара, която е в термодинамично равновесие със своята течност. Ако парата не е наситена, тогава няма такова термодинамично равновесие (фиг. 2).

Ориз. 2. Ненаситена пара

С помощта на тези две понятия ще опишем такива важна характеристикавъздух като влажност.

Определение.Влажност на въздуха– стойност, показваща съдържанието на водни пари във въздуха.

Възниква въпросът: защо понятието влажност е важно да се вземе предвид и как водните пари попадат във въздуха? Известно е, че повечетоПовърхността на Земята е заета от вода (Световния океан), от повърхността на която непрекъснато се извършва изпарение (фиг. 3). Разбира се, в различни климатични зониинтензивността на този процес варира в зависимост от средна дневна температура, наличието на ветрове и др. Тези фактори обуславят факта, че на определени места процесът на изпаряване на водата е по-интензивен от нейната кондензация, а на места е обратното. Като цяло може да се твърди, че парата, която се образува във въздуха, не е наситена и нейните свойства трябва да бъдат описани.

Ориз. 3. Изпаряване на течност (Източник)

За хората нивото на влажност е много важен параметър на околната среда, тъй като тялото ни реагира много активно на неговите промени. Например, механизъм за регулиране на функционирането на тялото, като изпотяване, е пряко свързан с температурата и влажността на околната среда. При висока влажност процесите на изпаряване на влагата от повърхността на кожата практически се компенсират от процесите на нейната кондензация и се нарушава отвеждането на топлина от тялото, което води до нарушения в терморегулацията. При ниска влажност процесите на изпаряване на влагата преобладават над процесите на кондензация и тялото губи твърде много течности, което може да доведе до дехидратация.

Количеството влажност е важно не само за хората и другите живи организми, но и за протичането на технологичните процеси. Например, поради известното свойство на водата да провежда електрически ток, съдържанието й във въздуха може сериозно да повлияе на правилната работа на повечето електрически уреди.

Освен това понятието влажност е най-важният критерий за оценка на метеорологичните условия, което всеки знае от прогнозите за времето. Заслужава да се отбележи, че ако сравним влажността през различните периоди от годината при нашите обичайни климатични условия, тя е по-висока през лятото и по-ниска през зимата, което е свързано по-специално с интензивността на процесите на изпарение при различни температури.

Абсолютна влажност на въздуха

Основните характеристики на влажния въздух са:

плътност на водните пари във въздуха;
относителна влажност.

Определение.Абсолютна влажност на въздуха- количеството влага, съдържащо се в един кубичен метър въздух.

Обозначаванеабсолютна влажност: (както е обичайното обозначение за плътност).

Единициабсолютна влажност: img="">

маса на пара (вода) във въздуха, kg (в SI) или g;

I-19="">Относителна влажност

За да се опише такова възприятие, беше въведено следното количество: относителна влажност.

Определение.Относителна влажност– стойност, показваща колко далеч е парата от насищане.

Обозначаванеотносителна влажност: .

Единициотносителна влажност: %.

Формулаизчисления относителна влажност:

Img="" i-20="">Кондензационен влагомер

Както се вижда от формулата, тя включва абсолютната влажност, с която вече сме запознати, и плътността на наситените пари при същата температура. Възниква въпросът: как да се определи последната стойност? За това има специални устройства. Ще обмислим кондензациявлагомер(фиг. 4) е устройство, което се използва за определяне на точката на оросяване.

Определение.Точка на оросяване– температурата, при която парата се насища.

Ориз. 4. Кондензационен хигрометър (Източник)

Какво да правим с получената температурна стойност (точка на оросяване)? Има специална таблица, в която се въвеждат данни - каква плътност на наситената водна пара съответства на всяка конкретна точка на оросяване. Заслужава да се отбележи един полезен факт, че с увеличаването на точката на оросяване стойността на съответната плътност на наситените пари също се увеличава. С други думи, колкото по-топъл е въздухът, толкова по-голямо количество влага може да съдържа и обратното, колкото по-студен е въздухът, толкова по-ниско е максималното съдържание на пари в него.

Хигрометър за коса

Нека сега разгледаме принципа на работа на други видове влагомери, инструменти за измерване на характеристиките на влажността (от гръцки hygros - „мокър“ и metreo - „измервам“).

Хигрометър за коса(фиг. 5) е устройство за измерване на относителна влажност, в което косата, например човешка коса, действа като активен елемент.

Ориз. 5. Хигрометър за коса (Източник)

Психрометър

Въпреки това, дори и без такава таблица под ръка, можете приблизително да определите количеството влажност, като използвате следния принцип. Ако показанията на двата термометъра са близки един до друг, тогава изпарението на водата от влажния е почти напълно компенсирано от кондензация, т.е. влажността на въздуха е висока. Ако, напротив, разликата в показанията на термометъра е голяма, тогава изпарението от мократа тъкан преобладава над кондензацията и въздухът е сух, а влажността е ниска.

Таблици с характеристики на влажността

Нека се обърнем към таблиците, които ни позволяват да определим характеристиките на влажността на въздуха.

температура,

Налягане, мм. rt. Изкуство.

Плътност на парите