Ce se numește umiditatea relativă a aerului

Apa ocupă aproximativ 70,8% din suprafața globului. Organismele vii conțin 50 până la 99,7% apă. Din punct de vedere figurativ, organismele vii sunt apă animată. În atmosferă există aproximativ 13-15 mii km de apă sub formă de picături, cristale de zăpadă și vapori de apă. Vaporii de apă atmosferici afectează vremea și clima Pământului.
Vaporii de apă din atmosferă. Vaporii de apă în aer, în ciuda suprafeței uriașe a oceanelor, mărilor, lacurilor și râurilor, sunt departe de a fi întotdeauna saturați. Mișcarea masei de aer duce la faptul că, în unele locuri ale planetei noastre, în acest moment evaporarea apei predomină peste condensare, în timp ce în altele, dimpotrivă, condensul predomină. Dar în aer există aproape întotdeauna o anumită cantitate de vapori de apă.
Conținutul de vapori de apă în aer, adică conținutul său de umiditate, poate fi caracterizat prin mai multe cantități.
Este chemată densitatea vaporilor de apă din aer umiditate absolută. Umiditatea absolută se măsoară, prin urmare, în kilograme pe metru cub (kg / m 3).
Presiunea parțială a vaporilor de apă. Aerul atmosferic este un amestec de gaze diferite și vapori de apă. Fiecare dintre gaze contribuie la presiunea totală produsă de aer asupra corpurilor din acesta. Presiunea care ar produce vapori de apă, dacă toate celelalte gaze au fost absente, se numește presiunea parțială a vaporilor de apă. Presiunea parțială a vaporilor de apă este considerată drept unul dintre indicatorii de umiditate a aerului. Se exprimă în unități de presiune - pascal sau milimetri de mercur.
Presiunea atmosferică este determinată de suma presiunilor parțiale ale componentelor aerului uscat (oxigen, azot etc.) și vaporii de apă.
Umiditatea relativă. Presiunea parțială a vaporilor de apă și a umidității absolute nu poate fi încă evaluată cu privire la cât de aproape de saturație a vaporilor de apă în aceste condiții. Anume, intensitatea evaporării apei și pierderea umidității de către organismele vii depind de aceasta. Acesta este motivul pentru care se introduce o valoare care arată cât de mult vapori de apă la o anumită temperatură este aproape de saturație, umiditatea relativă.
Umiditatea relativă a aerului Raportul dintre presiunea parțială r vaporii de apă conținute în aer la o anumită temperatură, la presiune rașezare abur saturat la aceeași temperatură, exprimat ca procent:


G.Ya.Myakishev, B.Buhovtsev, N.N.Sotsky, Fizica clasei a 10-a


Biblioteca on-line cu manuale și cărți despre fizică, planuri-rezumate ale lecțiilor în toate disciplinele, misiuni în fizică pentru clasa a 10-a

Dacă aveți corecții sau sugestii pentru această lecție, scrieți-ne.

Dacă doriți să vedeți alte ajustări și dorințe pentru lecții, consultați aici - Forumul educațional.

Arhiva / Note de curs din data de 04.04.12 - copie / MOISTURA AIR 10

AREA UMIDITĂȚII. Punctul de roua.

DISPOZITIVE DE DETERMINARE A UMIDITĂȚII AERULUI.

Atmosfera este plicul gazos al Pământului, constând în principal din azot (mai mult de 75%), oxigen (puțin mai puțin de 15%) și alte gaze. Aproximativ 1% din atmosferă este vapori de apă. De unde vine el din atmosferă?

O mare parte din suprafața pământului este ocupată de mări și oceane, de la suprafața căruia evaporarea apei apare în mod constant la orice temperatură. Eliberarea apei are loc și cu respirația organismelor vii.

Este chemat aerul care conține vapori de apă umed.

La cantitatea de vapori de apă din aer depinde de vreme, bunăstarea, desfășurarea proceselor tehnologice privind siguranța producției de exponatele din muzeu, conservarea cerealelor depozitate. Prin urmare, este foarte important să controlați gradul de umiditate și capacitatea de ao schimba, dacă este necesar, în cameră.

Umiditate absolută aerul este cantitatea de vapori de apă conținută în 1 m3 de aer (densitatea vaporilor de apă).

m este masa de vapori de apă, V este volumul de aer în care sunt conținute vaporii de apă. P este presiunea parțială a vaporilor de apă, μ este masa molară a vaporilor de apă și T este temperatura sa.

Deoarece densitatea este proporțională cu presiunea, umiditatea absolută poate fi de asemenea caracterizată de presiunea parțială a vaporilor de apă.

Gradul de umiditate sau uscăciune a aerului afectează nu numai cantitatea de vapori de apă conținută în acesta, ci și temperatura aerului. Chiar dacă cantitatea de vapori de apă este aceeași, la o temperatură mai scăzută, aerul va părea mai umed. Acesta este motivul pentru care se simte o stare de umezeală într-o cameră rece.

Acest lucru se explică prin faptul că la o temperatură mai mare în aer poate exista o cantitate maximă mai mare de vapori de apă și cantitatea maximă de vapori de apă Aerul este conținut în cazul în care este vaporii saturate. Prin urmare, cantitatea maximă de vapori de apă, care poate fi conținut în 1 m 3 de aer la o temperatură dată densitatea vaporilor saturați la o temperatură dată.

Dependența densității și a presiunii parțiale a vaporilor saturați asupra temperaturii poate fi găsită în tabelele fizice.

Având în vedere această dependență, am ajuns la concluzia că caracteristica mai obiectivă a umidității aerului este umiditatea relativă.

Umiditatea relativă este raportul dintre umiditatea absolută a aerului și cantitatea de abur necesară pentru a satura 1 m 3 de aer la o temperatură dată.

ρ este densitatea vaporilor, ρ0 - densitatea vaporilor saturați la o anumită temperatură și φ este umiditatea relativă a aerului la o temperatură dată.

Umiditatea relativă poate fi determinată și prin presiunea parțială a vaporilor

P este presiunea parțială a vaporilor, P0 - presiunea parțială a vaporilor saturați la o anumită temperatură și φ este umiditatea relativă a aerului la o temperatură dată.

Dacă aerul care conține răcirea izobarică a vaporilor de apă, atunci la o anumită temperatură vaporii de apă devin saturați, ca și în cazul scăderii temperaturii, densitatea maximă posibilă de vapori de apă în aer la o temperatură dată scade, adică densitatea aburului saturat scade. Cu o scădere suplimentară a temperaturii, excesul de vapori de apă începe să se condenseze.

temperatură, la care devine saturată vaporii de apă conținuți în aer, este numit punct de rouă.

Acest nume este asociat cu fenomenul observat în natură - cu roua. Căderea rocii este explicată după cum urmează. În timpul zilei, aerul, pământul și apa din diverse rezervoare se încălzesc. În consecință, există o evaporare intensă a apei de pe suprafața rezervoarelor și a solului. Vaporii de apă conținute în aer, la temperaturile zilei, sunt nesaturați. Pe timp de noapte, și mai ales dimineața, temperatura aerului și suprafața pământului scade, vaporii de apă devin saturați și excedentele de vapori de apă condensă pe diferite suprafețe.

Dr este umiditatea excesivă care este eliberată atunci când temperatura scade sub punctul de rouă.

Aceeași natură are o ceață. Ceață - acestea sunt cele mai mici picături de apă formate prin condensarea aburului, dar nu pe suprafața pământului, ci în aer. Picăturile sunt atât de mici și ușoare încât pot fi ținute în aer într-o stare suspendată. Pe aceste picături, se produce împrăștierea razei de lumină, iar aerul devine opac, i. E. vizibilitatea este dificilă.

Cu răcirea rapidă a aerului, aburul, devenind saturat, poate ocoli faza lichidă, poate intra imediat într-unul solid. Acest lucru explică aspectul arderii de copaci pe copaci. Unele fenomene optice interesante pe cer (de exemplu, halo) se datorează trecerii razelor solare sau lunare prin nori cirrus, care constau din cele mai mici cristale de gheață.

5. Instrumente de măsurare a umidității.

Cele mai simple instrumente pentru determinarea umidității sunt higrometre de diferite modele (condensare, film, păr) și un psihometru.

Principiul de funcționare higrometru de condensare pe baza măsurării punctului de rouă și determinării umidității absolute în cameră. Cunoscând temperatura camerei și densitatea vaporilor saturați corespunzând unei temperaturi date, găsim umiditatea relativă a aerului.

efect filme și higrometri de păr este asociată cu o schimbare a proprietăților elastice ale materialelor biologice. Cu o umiditate crescândă, elasticitatea lor scade și filmul sau părul se întind pe o lungime mai lungă.

Psihrometru este alcătuit din două termometre, în unul dintre care rezervorul cu alcool este înfășurat cu o cârpă umedă. Deoarece țesutul este în mod constant evaporat de umiditate și, în consecință, îndepărtarea căldurii, temperatura indicată de acest termometru va fi întotdeauna mai mică. Aerul mai puțin umed în cameră, cu atât mai multă evaporare este mai intensă, termometrul cu rezervorul umed răcește mai mult și prezintă o temperatură mai scăzută. Prin diferența de temperatură a termometrelor uscate și umede, utilizând masa psihometrică corespunzătoare, determinați umiditatea relativă a aerului din această încăpere.

Umiditatea relativă a aerului

Umiditatea relativă - raportul dintre presiunea parțială a vaporilor de apă în gaz (în principal în aer) și presiunea de echilibru a vaporilor saturați la o temperatură dată.

conținut

Umiditate absolută

Umiditatea absolută reprezintă cantitatea de umiditate (în grame) conținută într-un metru cub de aer.

Umiditatea relativă

Definiția echivalentă este raportul fracției de masă a vaporilor de apă în aer până la valoarea maximă posibilă la o temperatură dată. Măsurat în procente și determinat de formula:

unde: - umiditatea relativă a amestecului în cauză (aer); - presiunea parțială a vaporilor de apă în amestec; - presiunea de echilibru a aburului saturat.

Presiunea vaporilor saturați de apă crește puternic cu creșterea temperaturii (vezi graficul). De aceea, când izobară (adică la presiune constantă) de răcire cu o concentrație constantă de vapori de aer ajunge la un punct (punct de rouă), când aburul este saturat. În acest caz, vaporii "extra" condensează sub formă de cristale de ceață sau de gheață. procesele de saturație și de condensare a aburului joacă un rol important în fizica atmosferei: procesele de formare și formarea de fronturi nor atmosferice în mare parte determinată de procesele de saturație și de condensare, de căldură degajată în condensarea mecanismului de energie a vaporilor de apă atmosferică asigură apariția și dezvoltarea de cicloane tropicale (uragane).

Evaluarea umidității relative

Umiditatea relativă a amestecului de apă-aer poate fi estimată dacă temperatura sa este cunoscută (T) și temperatura punctului de rouă (Td). când T și Td sunt exprimate în grade Celsius, atunci expresia este adevărată:


unde se estimează presiunea parțială a vaporilor de apă în amestec ep :


și presiunea de vapori umedă a apei în amestec la o temperatură estimată es :

Vaporii de apă saturați

În absența centrelor de condensare, se poate forma o stare suprasaturată atunci când temperatura este scăzută, adică umiditatea relativă devine mai mare de 100%. Ca nuclee de condensare pot acționa ioni sau a particulelor de aerosol, și anume asupra condensarea ionilor de vapori suprasaturate formate atunci când o particulă încărcată într-o astfel de pereche principiului camerei și difuzie camerelor de acțiune nor: picăturile de apă de condensare pe ionii care rezultă formează un marcaj vizibil (track) încărcat particule.

Un alt exemplu de condensare a vaporilor de apă suprasaturați este urmele de inversare ale avioanelor care rezultă din condensarea vaporilor de apă suprasaturați pe particulele de funingine ale evacuării motorului.

Mijloace și metode de control

Pentru a determina umiditatea instrumentelor utilizate în aer, numite psihrometre și higrometre. Psihrometrul Augustus este format din două termometre - uscate și umede. Un termometru umed arată o temperatură mai mică decât cea uscată. rezervorul său este învelit într-o cârpă umezită cu apă, care, evaporând, o răcește. Intensitatea evaporării depinde de umiditatea relativă a aerului. Conform mărturiei termometrelor uscate și umede, umiditatea relativă a aerului este determinată de tabelele psihometrice. Senzori de umiditate integrante Recent, a fost utilizat pe scară largă (de obicei, randament tensiune) bazat pe proprietatea anumitor polimeri pentru a schimba caracteristicile lor electrice (cum ar fi mediu dielectric constant) sub acțiunea vaporilor de apă din aer. Pentru a verifica instrumentele de măsurare a umidității, se utilizează instalații speciale - hygrostat.

valoare

Umiditatea relativă a aerului este un indicator de mediu important al mediului. La umiditatea prea scăzută sau prea ridicată, se observa oboseala rapidă a persoanei, deteriorarea percepției și memoria. Alimentele, materialele de construcție și chiar multe componente electronice pot fi stocate într-un domeniu strict definit de umiditate relativă. Multe procese tehnologice sunt posibile numai cu un control strict al conținutului de vapori de apă din aerul camerei de producție.

Umiditatea din cameră poate fi schimbată.

Umidificatoarele sunt folosite pentru a crește umiditatea.

Funcțiile de dezumidificare (dezumidificare) a aerului sunt realizate în majoritatea aparatelor de aer condiționat și sub formă de dispozitive separate - dezumidificatoare.

referințe

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

Wikimedia Foundation. 2010.

Urmăriți ce este "umiditatea relativă a aerului" în alte dicționare:

Umiditatea relativă a aerului - raportul elasticității vaporilor de apă, adică presiunea parțială a vaporilor de apă conținute în aer, la elasticitatea vaporilor saturați la aceeași temperatură. Acesta este exprimat în procente, măsurat prin psihometre și higrometre. Drăguț relativ...... Dicționar maritim

Umiditatea relativă a aerului - 1.7. Umiditatea relativă a aerului% Sursa: TSN 23 338 2002: Energie... Glosar de termeni de documentație normativă și tehnică

umiditatea relativă - oro drėgnis statusas Trilogy Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Apibrėžtį žr. Priede. priedas (ai) Grafinis formatas atitikmenys: angl. umiditatea relativa a vremii. relativă Luftfeuchtigkeit, f rus. umiditatea relativă a aerului,...... Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

umiditatea relativă - 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. umiditatea relativa a vremii. relativă...... Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

umiditatea relativă - santykinis oro drėgnis statusas T sritis chemija apibrėžtis Ore esančių vandens garu ir sočiųjų vandens garu slėgių toje pačioje temperatūroje santykis (%). atitikmenys: angl. umiditatea relativă a rușilor. Umiditatea relativă a aerului... Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

umiditatea relativă - oro drėgnis (visos oro masės atžvilgiu) statusas Trisia fizica atitikmenys: angl. umiditatea relativă a aerului; umiditatea relativa a vremii. relativă Luftfeuchte, f; relativă Luftfeuchtigkeit, f rus. umiditatea relativă a aerului, frana...... Fizikos terminų žodynas

umiditatea relativă - santykinė oro drėgmė (sočiųjų garų atžvilgiu) statusas Trisia fizica atitikmenys: angl. umiditatea relativă a aerului vok. relativă Luftfeuchtigkeit, f rus. umiditatea relativă, pranc. umiditate relativă de aer,... Fizikos terminų žodynas

umiditatea relativă - 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. umiditatea relativă a aerului vok. relativ...... Ekologijos terminų aiškinamasis žodynas

umiditatea relativă - 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. umiditatea relativă a aerului vok. relativ...... Aiškinamasis šiluminės ir branduolinės technikos terminų žodynas

UMIDITATEA RELATIVĂ A AERULUI - vezi Umiditatea aerului... Dicționar encyclopedic agricol

Umiditatea aerului

"Fizica - clasa 10 »

Amintiți-vă ce este aburul și care sunt proprietățile sale principale.
Este posibil să considerăm aerul drept gaz?
Legile gazului ideal sunt aplicabile aerului?

Apa ocupă aproximativ 70,8% din suprafața globului. Organismele vii conțin 50 până la 99,7% apă. Din punct de vedere figurativ, organismele vii sunt apă animată. În atmosferă există aproximativ 13-15 mii km de apă sub formă de picături, cristale de zăpadă și vapori de apă. Vaporii de apă atmosferici afectează vremea și clima Pământului.

Vaporii de apă din atmosferă.

Vaporii de apă în aer, în ciuda suprafeței uriașe a oceanelor, mărilor, lacurilor și râurilor, sunt departe de a fi întotdeauna saturați. Mișcarea masei de aer duce la faptul că, în unele locuri ale planetei noastre, în acest moment evaporarea apei predomină peste condensare, în timp ce în altele, dimpotrivă, condensul predomină. Dar în aer există aproape întotdeauna o anumită cantitate de vapori de apă.

Conținutul de vapori de apă în aer, adică conținutul său de umiditate, poate fi caracterizat prin mai multe cantități.

Este chemată densitatea vaporilor de apă din aer umiditate absolută.

Umiditatea absolută se exprimă, prin urmare, în kilograme pe metru cub (kg / m 3).

Presiunea parțială a vaporilor de apă.

Aerul atmosferic este un amestec de gaze diferite și vapori de apă. Fiecare dintre gaze contribuie la presiunea totală produsă de aer asupra corpurilor din acesta.

Presiunea care ar produce vapori de apă, dacă toate celelalte gaze au fost absente, se numește presiunea parțială a vaporilor de apă.

Presiunea parțială a vaporilor de apă este considerată drept unul dintre indicatorii de umiditate a aerului. Se exprimă în unități de presiune - pascal sau milimetri de mercur.

Deoarece aerul este un amestec de gaze, presiunea atmosferică este determinată de suma presiunilor parțiale ale tuturor componentelor aerului uscat (oxigen, azot, dioxid de carbon, etc.) și vapori de apă.

Umiditatea relativă.

Presiunea parțială a vaporilor de apă și umiditatea absolută nu poate fi încă determinată de cât de aproape de vaporii de apă la saturație în aceste condiții. Anume, intensitatea evaporării apei și pierderea umidității de către organismele vii depind de aceasta. Acesta este motivul pentru care se introduce o valoare care arată cât de mult vapori de apă la o anumită temperatură este aproape de saturație, umiditatea relativă.

Umiditatea relativă a aerului raportul dintre presiunea parțială p a vaporilor de apă conținute în aer la o temperatură dată la presiunea pn. n abur saturat la aceeași temperatură, exprimat ca procent:

Umiditatea relativă a aerului este de obicei mai mică de 100%.

Pe măsură ce temperatura este scăzută, presiunea parțială a vaporilor de apă din aer poate deveni egală cu presiunea saturată a vaporilor. Aburul începe să condenseze, iar roua scade.

Temperatura la care devine saturată vaporii de apă se numește punct de rouă.

Prin punctul de rouă se poate determina umiditatea relativă a aerului.

Psihrometru.

Umiditatea este măsurată cu ajutorul unor dispozitive speciale. Vom spune despre unul dintre ei - Psihrometru.

Psychrometrul constă din două termometre (Figura 11.4). Rezervorul unuia dintre ele rămâne uscat și arată temperatura aerului. Rezervorul celuilalt este înconjurat de o bandă de pânză, capătul căruia este coborât în ​​apă. Apa se evapora si, datorita acestui lucru, termometrul se raceste. Cu cât este mai mare umiditatea relativă, evaporarea mai puțin intensă și temperatura indicată de termometru înconjurată de o cârpă umedă este mai aproape de temperatura indicată de un termometru uscat.

La o umiditate relativă de 100%, apa nu se va evapora deloc, iar citirile ambelor termometre vor fi aceleași. Prin diferența de temperatură a acestor termometre cu ajutorul meselor speciale este posibilă determinarea umidității aerului.

Valoarea umidității.

Din umiditate, intensitatea evaporării umidității de pe suprafața pielii umane depinde. Iar evaporarea umezelii are o mare importanță pentru menținerea constantă a temperaturii corpului. La vehiculele spațiale, umiditatea relativă a aerului (40-60%) este cea mai favorabilă pentru oameni.

Ce crezi, în ce condiții scade roua? De ce nu există roua pe iarbă înainte de o seară ploioasă?

Este foarte important să cunoaștem umiditatea din meteorologie - în legătură cu prezicerea vremii. Deși cantitatea relativă de vapori de apă din atmosferă este relativ mică (aproximativ 1%), rolul său în fenomenele atmosferice este semnificativ. Condensarea vaporilor de apă conduce la formarea de nori și la precipitarea ulterioară. În acest caz, se eliberează o cantitate mare de căldură. Dimpotrivă, evaporarea apei este însoțită de absorbția căldurii.

În industria de țesut, cofetărie și alte industrii pentru fluxul normal al procesului, este necesară o anumită cantitate de umiditate.

Este foarte important să se respecte regimul de umiditate în producția de circuite și dispozitive electronice, în domeniul nanotehnologiei.

Depozitarea operelor de artă și a cărților necesită menținerea umidității la nivelul cerut. Cu o panza de umiditate ridicata pe pereti poate sag, ceea ce va duce la deteriorarea stratului de vopsea. Prin urmare, în muzeele de pe pereți se pot vedea psihrometre.

Sursa: "Fizica - gradul 10", 2014, manuale Myakishev, Bukhovtsev, Sotsky

Bazele termodinamicii. Fenomene termice - fizică, manual pentru clasa a X-a - fizică clasică

Arhiva / Note de curs din data de 04.04.12 - copie / MOISTURA AIR 10

AREA UMIDITĂȚII. Punctul de roua.

DISPOZITIVE DE DETERMINARE A UMIDITĂȚII AERULUI.

Atmosfera este plicul gazos al Pământului, constând în principal din azot (mai mult de 75%), oxigen (puțin mai puțin de 15%) și alte gaze. Aproximativ 1% din atmosferă este vapori de apă. De unde vine el din atmosferă?

O mare parte din suprafața pământului este ocupată de mări și oceane, de la suprafața căruia evaporarea apei apare în mod constant la orice temperatură. Eliberarea apei are loc și cu respirația organismelor vii.

Este chemat aerul care conține vapori de apă umed.

La cantitatea de vapori de apă din aer depinde de vreme, bunăstarea, desfășurarea proceselor tehnologice privind siguranța producției de exponatele din muzeu, conservarea cerealelor depozitate. Prin urmare, este foarte important să controlați gradul de umiditate și capacitatea de ao schimba, dacă este necesar, în cameră.

Umiditate absolută aerul este cantitatea de vapori de apă conținută în 1 m3 de aer (densitatea vaporilor de apă).

m este masa de vapori de apă, V este volumul de aer în care sunt conținute vaporii de apă. P este presiunea parțială a vaporilor de apă, μ este masa molară a vaporilor de apă și T este temperatura sa.

Deoarece densitatea este proporțională cu presiunea, umiditatea absolută poate fi de asemenea caracterizată de presiunea parțială a vaporilor de apă.

Gradul de umiditate sau uscăciune a aerului afectează nu numai cantitatea de vapori de apă conținută în acesta, ci și temperatura aerului. Chiar dacă cantitatea de vapori de apă este aceeași, la o temperatură mai scăzută, aerul va părea mai umed. Acesta este motivul pentru care se simte o stare de umezeală într-o cameră rece.

Acest lucru se explică prin faptul că la o temperatură mai mare în aer poate exista o cantitate maximă mai mare de vapori de apă și cantitatea maximă de vapori de apă Aerul este conținut în cazul în care este vaporii saturate. Prin urmare, cantitatea maximă de vapori de apă, care poate fi conținut în 1 m 3 de aer la o temperatură dată densitatea vaporilor saturați la o temperatură dată.

Dependența densității și a presiunii parțiale a vaporilor saturați asupra temperaturii poate fi găsită în tabelele fizice.

Având în vedere această dependență, am ajuns la concluzia că caracteristica mai obiectivă a umidității aerului este umiditatea relativă.

Umiditatea relativă este raportul dintre umiditatea absolută a aerului și cantitatea de abur necesară pentru a satura 1 m 3 de aer la o temperatură dată.

ρ este densitatea vaporilor, ρ0 - densitatea vaporilor saturați la o anumită temperatură și φ este umiditatea relativă a aerului la o temperatură dată.

Umiditatea relativă poate fi determinată și prin presiunea parțială a vaporilor

P este presiunea parțială a vaporilor, P0 - presiunea parțială a vaporilor saturați la o anumită temperatură și φ este umiditatea relativă a aerului la o temperatură dată.

Dacă aerul care conține răcirea izobarică a vaporilor de apă, atunci la o anumită temperatură vaporii de apă devin saturați, ca și în cazul scăderii temperaturii, densitatea maximă posibilă de vapori de apă în aer la o temperatură dată scade, adică densitatea aburului saturat scade. Cu o scădere suplimentară a temperaturii, excesul de vapori de apă începe să se condenseze.

temperatură, la care devine saturată vaporii de apă conținuți în aer, este numit punct de rouă.

Acest nume este asociat cu fenomenul observat în natură - cu roua. Căderea rocii este explicată după cum urmează. În timpul zilei, aerul, pământul și apa din diverse rezervoare se încălzesc. În consecință, există o evaporare intensă a apei de pe suprafața rezervoarelor și a solului. Vaporii de apă conținute în aer, la temperaturile zilei, sunt nesaturați. Pe timp de noapte, și mai ales dimineața, temperatura aerului și suprafața pământului scade, vaporii de apă devin saturați și excedentele de vapori de apă condensă pe diferite suprafețe.

Dr este umiditatea excesivă care este eliberată atunci când temperatura scade sub punctul de rouă.

Aceeași natură are o ceață. Ceață - acestea sunt cele mai mici picături de apă formate prin condensarea aburului, dar nu pe suprafața pământului, ci în aer. Picăturile sunt atât de mici și ușoare încât pot fi ținute în aer într-o stare suspendată. Pe aceste picături, se produce împrăștierea razei de lumină, iar aerul devine opac, i. E. vizibilitatea este dificilă.

Cu răcirea rapidă a aerului, aburul, devenind saturat, poate ocoli faza lichidă, poate intra imediat într-unul solid. Acest lucru explică aspectul arderii de copaci pe copaci. Unele fenomene optice interesante pe cer (de exemplu, halo) se datorează trecerii razelor solare sau lunare prin nori cirrus, care constau din cele mai mici cristale de gheață.

5. Instrumente de măsurare a umidității.

Cele mai simple instrumente pentru determinarea umidității sunt higrometre de diferite modele (condensare, film, păr) și un psihometru.

Principiul de funcționare higrometru de condensare pe baza măsurării punctului de rouă și determinării umidității absolute în cameră. Cunoscând temperatura camerei și densitatea vaporilor saturați corespunzând unei temperaturi date, găsim umiditatea relativă a aerului.

efect filme și higrometri de păr este asociată cu o schimbare a proprietăților elastice ale materialelor biologice. Cu o umiditate crescândă, elasticitatea lor scade și filmul sau părul se întind pe o lungime mai lungă.

Psihrometru este alcătuit din două termometre, în unul dintre care rezervorul cu alcool este înfășurat cu o cârpă umedă. Deoarece țesutul este în mod constant evaporat de umiditate și, în consecință, îndepărtarea căldurii, temperatura indicată de acest termometru va fi întotdeauna mai mică. Aerul mai puțin umed în cameră, cu atât mai multă evaporare este mai intensă, termometrul cu rezervorul umed răcește mai mult și prezintă o temperatură mai scăzută. Prin diferența de temperatură a termometrelor uscate și umede, utilizând masa psihometrică corespunzătoare, determinați umiditatea relativă a aerului din această încăpere.

Umiditatea aerului

1. Umiditatea relativă

Există multe corpuri de apă deschise pe Pământ, de la suprafața căruia se evaporă apa: oceanele și mările ocupă aproximativ 80% din suprafața Pământului. Prin urmare, în aer există întotdeauna vapori de apă.

Este mai ușor decât aerul, deoarece masa molară a apei (18 * 10 -3 kg mol -1) este mai mică decât masa molară de azot și oxigen, din care constă în principal aerul. Prin urmare, vaporii de apă se ridică. În același timp, se extinde, deoarece în straturile superioare ale atmosferei presiunea este mai mică decât la suprafața Pământului. Acest proces poate fi considerat aproximativ adiabatic, deoarece în timpul în care are loc, schimbul de căldură al aburului cu aerul înconjurător nu are timp să apară.

? 1. Explicați de ce aburul este răcit.

Așa cum vom vedea mai târziu, când se va răci la o anumită temperatură, numită punctul de condensare, vaporii de apă vor începe să se condenseze, adunând în picături mici de apă. Astfel se formează nori.

Ei nu cad, deoarece se înalță în curenții de aer ascendenți, la fel ca agendele hang-up (Figura 45.1). Dar când picăturile din nori devin prea mari, încep să cadă: ploaia (Figura 45.2).

Conținutul de vapori de apă în aer este adesea caracterizat de presiunea pe care ar exercita-o dacă nu ar exista alte gaze. Se numește presiunea parțială a vaporilor de apă. ("Parțial" în limba latină înseamnă "parțial").

Ne simțim confortabil când presiunea vaporilor de apă la temperatura camerei (20 ° C) este de aproximativ 1,2 kPa.

? 2. Ce fracțiune (în procente) este presiunea indicată de presiunea de vapori saturată la aceeași temperatură?
O sugestie. Utilizați tabelul valorilor presiunii vaporilor saturate pentru diferite valori ale temperaturii. A fost dată în secțiunea anterioară. Dăm aici un tabel mai detaliat.


Ați găsit acum umiditatea relativă a aerului. Noi ne dăm definiția.

Umiditatea relativă a aerului φ este procentul presiunii parțiale p a vaporilor de apă exprimat ca procent de presiune pn saturat de aburi la aceeași temperatură:

Condițiile confortabile pentru om corespund umidității relative de 50-60%. În cazul în care umiditatea relativă este semnificativ mai mică, aerul ne pare a fi uscat, iar dacă mai mult - umed. Atunci când umiditatea relativă se apropie de 100%, aerul este perceput ca fiind prime. Pudelile nu se usucă, deoarece procesele de evaporare a apei și condensarea aburului se compensează reciproc.

Deci, umiditatea relativă a aerului este determinată de cât de aproape de saturație este vaporii de apă din aer.

Dacă aerul cu vapori de apă nesaturați este comprimat izotermic, atât presiunea aerului cât și presiunea vaporilor nesaturați vor crește. Dar presiunea vaporilor de apă va crește doar până când devine saturată!

Cu o reducere suplimentară a volumului, presiunea aerului va continua să crească, iar presiunea vaporilor de apă va fi constantă - va rămâne egală cu presiunea saturată a vaporilor la o temperatură dată. Excesul de abur condensează, adică se transformă în apă.

? 3. În recipientul de sub piston există aer, a cărui umiditate relativă este de 50%. Volumul inițial sub piston este de 6 litri, temperatura aerului este de 20 ° C. Aerul începe să se comprime izotermic. Să presupunem că volumul de apă format din abur poate fi neglijat în comparație cu volumul de aer și de abur.
a) Care este umiditatea relativa a aerului, cand volumul sub piston devine 4 litri?
(b) La ce volum sub piston va fi saturat aburul?
c) Care este masa inițială a vaporilor?
d) De câte ori va scădea masa de vapori când volumul sub piston devine egal cu 1 litru?
e) Cât va fi condensata apa?

2. Cum depinde umiditatea relativă de temperatura?

Să analizăm modul în care numitorul și numitorul din formula (1), care determină umiditatea relativă a aerului, se modifică odată cu creșterea temperaturii.
În numerotator este presiunea vaporilor de apă nesaturați. Este direct proporțională cu temperatura absolută (reamintim că vaporii de apă sunt bine descriși de ecuația de stare a unui gaz ideal).

? 4. Cât crește presiunea aburului nesaturat cu creșterea temperaturii de la 0 ° C la 40 ° C?

Acum, să vedem cum se schimbă presiunea saturată a vaporilor în numitor în același timp.

? 5. De câte ori crește presiunea aburului saturat cu o temperatură în creștere de la 0 ° C la 40 ° C?

Rezultatele efectuarea acestor sarcini indică faptul că, la temperaturi mai mari a vaporilor presiunea crește mai repede decât presiunea vaporilor nesaturați, prin urmare, definită prin formula (1), umiditatea relativă scade rapid odată cu creșterea temperaturii. În consecință, atunci când temperatura este scăzută, umiditatea relativă crește. Mai jos vom lua în considerare acest lucru în detaliu.

Când se efectuează următoarea sarcină, ecuația ideală de gaz și tabelul de mai sus vă vor ajuta.

? 6. La 20 ° C, umiditatea relativă a aerului a fost de 100%. Temperatura aerului a crescut la 40 ° C, iar masa vaporilor de apă a rămas neschimbată.
a) Care a fost presiunea inițială a vaporilor de apă?
(b) Care este presiunea finală a vaporilor de apă?
c) Care este presiunea saturată a vaporilor la 40 ° C?
d) Care este umiditatea relativă a aerului în starea finală?
e) Cum va fi perceput acest aer de către om: cât de uscat sau cât de umed?

? 7. În ziua unei toamne umede, temperatura pe stradă este 0 ° C. Temperatura camerei este de 20 ° C, umiditatea relativă este de 50%.
a) Unde este presiunea parțială a vaporilor de apă: într-o cameră sau pe stradă?
(b) În ce fel va vaporii de apă să meargă, dacă deschideți fereastra, în cameră sau în încăpere?
c) Care ar fi umiditatea relativă în încăpere dacă presiunea parțială a vaporilor de apă din cameră a devenit egală cu presiunea parțială a vaporilor de apă din exterior?

? 8. Obiectele umede sunt de obicei mai grele decât uscate: astfel, o rochie îmbibată este mai grea decât cea uscată, iar lemnul brut este mai greu decât cele uscate. Acest lucru se explică prin faptul că greutatea umidității conținută în acesta se adaugă la greutatea proprie a corpului. Și cu aerul, situația este opusă: aerul umed este mai ușor decât cel uscat! Cum pot explica asta?

3. Punctul de rouă

Pe măsură ce temperatura scade, umiditatea relativă a aerului crește (deși masa vaporilor de apă din aer nu se schimbă în același timp).
Când umiditatea relativă a aerului ajunge la 100%, vaporii de apă devin saturați.. (. În condiții speciale, este posibilă obținerea unei suprasaturat de vapori Utilizarea acestuia într-o cameră de nor pentru a detecta urme (urme) de acceleratoare de particule elementare) La scăderea în continuare a temperaturii aburului începe condens: Dewing. Prin urmare, temperatura la care această vapori de apă devine saturată se numește punctul de rouă pentru această vapori.

? 9. Explicați de ce roua (Figura 45.3) cade, de regulă, în orele de dimineață.


Să luăm în considerare un exemplu de găsire a punctului de rouă pentru aer cu o anumită temperatură cu o anumită umiditate. Pentru aceasta avem nevoie de următorul tabel.

? 10. Un bărbat cu ochelari intră în magazin de pe stradă și-și găsi ochelarii înghețați. Vom presupune că temperatura ochelarilor și stratul de aer care le aderă este egal cu temperatura aerului de pe stradă. Temperatura aerului din magazie este de 20 ° C, umiditatea relativă este de 60%.
a) Vaporii de apă din stratul de aer adiacent la ochelarii sunt saturați?
b) Care este presiunea parțială a vaporilor de apă în magazin?
c) La ce temperatură este presiunea vaporilor de apă egală cu presiunea saturată a vaporilor?
d) Care este temperatura aerului pe stradă?

? 11. În cilindrul transparent sub piston există aer cu o umiditate relativă de 21%. Temperatura inițială a aerului este de 60 ° C.
a) La ce temperatură este necesar să se răcească aerul la un volum constant, astfel încât roua să scadă în cilindru?
b) De câte ori ar trebui ca volumul aerului să fie redus la o temperatură constantă, astfel încât roua să scadă în cilindru?
c) Aerul este mai întâi comprimat izotermic și apoi răcit la un volum constant. Dewfall a început când temperatura aerului a scăzut la 20 ° C. De câte ori este mai puțin volumul aerului decât cel inițial?

? 12. De ce este mai dificilă tolerarea căldurii la umiditate ridicată?

4. Măsurarea umidității

Umiditatea este măsurată adesea printr-un psihometru (Figura 45.4). (Din greaca "psihros" - rece, acest nume se datorează faptului că indicarea unui termometru umed este mai mică decât cea a unui uscat.) Se compune din termometre uscate și umede.

Indicarea unui termometru umed este mai mică decât cea a unui uscat, deoarece în timpul evaporării lichidul se răcește. Cu cât umiditatea relativă a aerului este mai mică, cu atât este mai intensă evaporarea.

? 13. Ce termometru din Figura 45.4 este situat în stânga?

Deci, în funcție de indicațiile termometrelor, puteți determina umiditatea relativă a aerului. Pentru a face acest lucru, utilizați o masă psihometrică, care este plasată adesea pe psihometrul în sine.

Pentru a determina umiditatea relativă a aerului, este necesar:
- să preleveze citirile termometrului (în acest caz 33 ° C și 23 ° C);
- găsiți în tabel o linie corespunzătoare măsurătorilor termometrului uscat și o coloană corespunzătoare diferenței dintre citirile termometrului (Figura 45.5);
- La intersecția rândului și coloanei citiți valoarea umidității relative a aerului.

? 14. Folosind masa psihometrică (figura 45.5), determinați la ce citire termometru să umiditatea relativă a aerului să fie de 50%.

Întrebări și sarcini suplimentare

15. Într-o seră cu un volum de 100 m3 este necesar să se mențină o umiditate relativă de cel puțin 60%. Dimineața, la o temperatură de 15 ° C, a căzut roua în seră. Temperatura din zi a crescut la 30 ° C în seră.
a) Care este presiunea parțială a vaporilor de apă în seră la 15 ° C?
b) Care este masa de vapori de apa din sera la aceasta temperatura?
c) Care este presiunea parțială minimă admisibilă a vaporilor de apă din seră la 30 ° C?
d) Care este masa de vapori de apă din seră?
e) Ce masă de apă ar trebui să fie evaporată în seră pentru a menține umiditatea relativă necesară în ea?

16. Pe psihometru, ambele termometre arată aceeași temperatură. Care este umiditatea relativă a aerului? Explicați-vă răspunsul.