Absoluutne ja suhteline niiskus. Kastepunkt

Võttes arvesse aurustumise ja kondenseerumise probleeme ning küllastunud aurude olemasolu, uurime mõistet õhuniiskus ja mõõteseadmete seade.

Hea tervise ja inimese normaalse tehnoloogiliste protsesside kulgemist (pagari- ja tekstiili tootmine, elektroonika, jne). Ükskõikne niiskus. Kui see sisaldab vähe veeauru, siis tekitab tunde kuivust suus, meie "elektrifitseeritud" riiete ja jääda keha, lilled närbuvad kiiresti, kiiresti saada liisunud leib, maalid ja puidust esemed "crack" ja crack. Vastupidi, kui õhus olev aur on väga lähedal küllastumisele (vt § 7-k), siis väheneb temperatuuri langus kondensatsioon, ja kõik esemed kaetakse niiskuse tilkadega.

Sellest tulenevalt on vaja kehtestada uus füüsikaline kogus, mis iseloomustab õhuniiskust. See näitab kui palju õhku sisalduv aur on küllastumise lähedal:

$ varphi $ - õhu suhteline õhuniiskus,%
$ rho $ - auru tihedus antud hetkel, kg / m 3
$< ho>_<нас>$ Kas küllastunud auru tihedus, kg / m 3

Suhteline õhuniiskus näitab protsentides väljendatud protsenti, mis on õhu kohal oleva veeauru tihedus, samal temperatuuril küllastunud veeauru tihedusega.

Lihtsaim õhu suhteline niiskus on mõõteriist juukse hügromeeter. Suhtelise niiskuse muutuste suhtes tundlikuks detailiks tuleb kasutada rasvavabu juustest (1). See on fikseeritud seadme ülaosale (2), ümbritsetud rulli (3) ümber ja tõmmatakse spetsiaalselt valitud kaaluga (4). Rulli külge on kinnitatud nool (5). Tähelepanuväärne on see, et venitatud juuksed laienevad proportsionaalselt suhtelise niiskuse suurenemisega ja rooli pööramisega koos noolega. Skaalale liikudes tähistatakse viivitamatult õhu suhtelise niiskuse numbrilist väärtust, väljendatuna protsentides.

Mõelge nüüd seadmele ja tööpõhimõttele psühromeeter - täpsema mõõtma õhuniiskust. Psychrometer on kaks termomeetrid: kuiv ja märg. Neid nn kuna üks ots termomeetri on õhus, ja teine ​​ots seotakse vatitups, Vette (vt. Joonis). Vee aurumine marli pinna tulemusena väheneb nii tema temperatuuri. Teine, "kuiva" termomeetri tavalise õhu temperatuuril. Psychrometer mõõdetud temperatuuri väärtused tõlkida väärtus suhteline niiskus võib olla lauale (vt. Allpool).

Vaatame näitena. Oletame, et toatemperatuur on 20 ° C ja niiske termomeeter näitab 15 ° C. See tähendab, et termomeetrite näitude erinevus on 5 ° C. Tabelis real "20" liigume veergu "5". Loeme seal numbrit: 59. Järelikult on ruumi suhteline niiskus, milles psühromeeter hangub, täpselt 59%.

Kui psühhomeetril paiknev õhurõhk ei ole piisavalt suur, läheb aurustumine marli pinnalt intensiivselt. Vastavalt valemile Q = rm (vt. § 6 g), see tarbib soojust "maha võetud" vee toimel marlisidemele ja mida jahutatakse valemiga $ Q = C cdot m cdot Delta t ^ o $ (vt. § 6-c). Seetõttu Märgtermomeeter näitab madalamat temperatuuri kui kuiva. Kui õhk on niiske, et selles sisalduv veeaur on küllastunud, ei teki marli pinnast vee aurustumist. Järelikult näitavad mõlemad termomeetrid võrdset temperatuuri ja see tähendab, et suhteline õhuniiskus on 100%.

Kontrollige, kuidas õppisite materjali:

  1. Käesoleva jaotise eesmärk on kaaluda.
  2. Niiskus on oluline mitte ainult inimeste tervisele, vaid ka.
  3. Miks on oluline, et õhu sisaldav veeaur ei ole (peaaegu) küllastunud?
  4. Uue füüsikalise koguse, mille me kasutasime, peaks näitama.
  5. Suhteline õhuniiskus arvutatakse veeauru tiheduse järgi õhku kuni.
  6. Juuste hügromeeter on.
  7. Hügromeetri õhu suhtelise niiskuse muutus reageerib.
  8. Hügromeeter võimaldab (suudab) mõõta õhu suhtelist õhuniiskust, kuna.
  9. Niiskuse mõõtmiseks kasutatava hügromeetri mugavus on see, et see on nool.
  10. Hügromeetri asemel kasutatakse psühromeetrit kvaliteeti sageli.
  11. Miks psühromeetri õige termomeeter näitab tavaliselt madalamat temperatuuri?
  12. Spetsiaalselt loodud nn psychrometric tabelit kasutatakse.
  13. Kui ruumi õhutemperatuur on 30 ° C ja niiskes termomeetris 25 ° C, siis.
  14. Millises seisukorras on vee aurustumine marli pinnalt kiiresti?
  15. Märg marl, ja sellega õige termomeeter, jahutatakse, sest.
  16. Millises seisukorras mõlemad termomeetrid näitavad võrdsed temperatuurid?

Arhiiv / loengumaterjalid kuupäevast 04.04.12 - copy / AIR MOISTURE 10

ÕHU HUMIDITY. KUNI PUNKT.

ÕHUMUMIDETE MÄÄRAMISE SEADMED.

Maa atmosfäär on maakera gaasiline ümbris, mis koosneb põhiliselt lämmastikust (üle 75%), hapniku (veidi vähem kui 15%) ja muudest gaasidest. Umbes 1% atmosfäärist on veeaur. Kust ta on pärit atmosfääri?

Suur osa maa pinnast on hõivatud merede ja ookeanidega, mille pinnast on vee aurumine pidevalt igas temperatuuril. Vesi vabaneb ka elusorganismide hingamisega.

Vee auru sisaldav õhk on kutsutud niiske.

Õhus sisalduv veeaurude kogus sõltub ilmastikust, inimese tervislikust seisundist, tootmisprotsesside käitamisest, muuseumi eksponaatide turvalisusest ja ladustatavate teraviljade ohutusest. Seetõttu on väga oluline kontrollida niiskuse taset ja võimalust seda vajadusel ruumis muuta.

Absoluutne niiskus õhk on 1 m 3 õhu (veeauru tihedus) sisalduv veeaurus.

m on veeauru mass, V on õhu maht, milles sisaldub veeaur. P on veeauru osaline rõhk, μ on veeauru molaarmass ja T on selle temperatuur.

Kuna tihedus on rõhu suhtes proportsionaalne, võib absoluutniiskust iseloomustada ka veeauru osalise rõhuga.

Õhuniiskuse või õhuniiskuse määr mõjutab mitte ainult selles sisalduva veeauru hulka, vaid ka õhutemperatuuri. Isegi kui veeaurude kogus on sama, siis tundub õhk madalamal temperatuuril niiskem. Sellepärast tekib külmas ruumis niiske tunne.

Seda seletatakse asjaoluga, et õhu kõrgemal temperatuuril võib olla suurem maksimaalne veeaur ja - veeauru maksimaalne kogus Õhus sisaldub aurude korral rikas. Seetõttu veeauru maksimaalne kogus, mis võib sisalduda 1 m 3 õhu käes teatud temperatuuril küllastunud auru tihedus antud temperatuuril.

Küllastunud auru tiheduse ja osalise rõhu sõltuvust temperatuurist võib leida füüsilistes tabelites.

Võttes arvesse sellist sõltuvust, jõudsime järeldusele, et õhuniiskuse objektiivsem omadus on suhteline niiskus.

Suhteline õhuniiskus on õhuniiskuse suhe auru koguseni, mis on vajalik 1 m3 õhu küllastamiseks antud temperatuuril.

ρ on auru tihedus, ρ0 - küllastunud auru tihedus antud temperatuuril ja φ on antud õhu suhteline õhuniiskus antud temperatuuril.

Suhteline õhuniiskus võib samuti kindlaks määrata osalise aururõhu kaudu

P on auru osaline rõhk, P0 - küllastunud aurude osaline rõhk teatud temperatuuril ja φ on antud õhu suhteline õhuniiskus antud temperatuuril.

Kui õhk sisaldas veeauru, siis isobaric jahutades seejärel teatud temperatuuril veeauru küllastub, kui temperatuur langeb maksimaalsest võimalikust tihedus veeauru õhus antud temperatuuril väheneb, st küllastunud auru tihedus väheneb. Temperatuuri edasise vähenemisega hakkab liigne veeaur kondenseeruma.

Temperatuur, mida nimetatakse õhu sisaldavaks veeauruks, mis on küllastunud kastepunkt.

See nimi on seotud looduses täheldatud nähtusega - koos kastega. Raske langemist selgitatakse järgmiselt. Päeval soojeneb õhk, maa ja vesi erinevates reservuaarides. Sellest tulenevalt on veekogude ja pinnase pinnal intensiivne vee aurumine. Õhus sisalduv veeaur päevastel temperatuuridel on küllastumata. Öösel ja eelkõige hommikul väheneb õhu ja maapinna temperatuur, veeaur muutub küllastunud ja veeaurude ülejääk kondenseerub erinevatel pindadel.

Δρ on liigne niiskus, mis vabaneb, kui temperatuur langeb alla kastepunkti.

Sama iseloomuga on udu. Rug - see on väikseim vee tilk, mis tekib auru kondenseerumisel, kuid mitte maapinnal, vaid õhus. Lipud on nii väikesed ja kerged, et neid hoitakse õhus suletud asendis. Nende tilkade korral levib valguse kiirte hajumine ja õhk muutub läbipaistmatuks, i.e. nähtavus on raske.

Õhu kiire jahutamisega võib küllastunud aur vedelas faasis mööda minna, viies kohe tahkesse. See seletab ilmet udussuu puudel. Mõned huvitavad optilised nähtused taevas (näiteks halo) tulenevad päikesekiirguse või Kuu kiirte läbikestumisest hõõguvate pilvede kaudu, mis koosnevad väikseimatest jääkristallidest.

5. Niiskusmõõteriistad.

Kõige lihtsamad niiskusmõõdikud on mitmesuguste kujundite hügromeetrid (kondensatsioon, kile, juuksed) ja psühromeeter.

Toimimise põhimõte kondensatsiooni hügromeeter mis põhineb kastepunkti mõõtmisel ja ruumis absoluutse niiskuse määramisel. Teades temperatuuri ruumis ja küllastunud auru tihedust, mis vastavad antud temperatuurile, leitakse õhu suhteline niiskus.

Tegevus filmi- ja juuksehügromeetrid on seotud bioloogiliste materjalide elastsete omaduste muutumisega. Suureneva niiskuse korral väheneb nende elastsus ja kile või juuksed venivad pikema pikkusega.

Psühromeeter koosneb kahest termomeetrist, millest ühes on alkoholiga mahuti niiske lapiga. Kuna kude on pidevalt niiskuse aurustunud ja järelikult ka soojuse eemaldamine, on selle termomeetri poolt näidatud temperatuur alati väiksem. Mida vähem niiske õhk ruumis, seda rohkem on aurustumine intensiivsem, niiske gaasi termomeeter jahutab rohkem ja näitab madalamat temperatuuri. Kuiva ja niiske termomeetrite temperatuuri erinevus, kasutades sobivat psühromeetrilist tabelit, määratakse selle ruumi õhu suhteline niiskus.

Suhteline õhuniiskus

Suhteline õhuniiskus - veeauru osalise rõhu suhe gaasis (peamiselt õhus) küllastunud auru tasakaalukoormuseni antud temperatuuril.

Sisu

Absoluutne niiskus

Absoluutne niiskus on niiskuse kogus (grammides), mis sisaldub õhukeses kuupmeetrites.

Suhteline õhuniiskus

Samaväärne määratlus on veeauru massiprotsendi suhe õhku ja maksimaalne võimalik temperatuur teatud temperatuuril. Mõõdetakse protsentides ja määratakse kindlaks järgmise valemi abil:

kus: - kõnealuse segu suhteline niiskus (õhk); - veeauru osaline rõhk segus; - küllastunud auru tasakaalukoormus.

Küllastunud veeauru rõhk suureneb märgatavalt temperatuuri tõusuga (vt graafikut). Seega, kui isobaric (st konstantse rõhu juures) air jahutades konstantse kontsentratsiooni auru saabub hetk (kastepunkt), kui aur küllastunud. Sel juhul on "ekstra" aur kondenseerunud udu või jääkristallide kujul. küllastust ja auru kondenseerumise mängivad olulist rolli füüsika atmosfääri: moodustumise protsesse ja moodustamise atmosfääri pilv rindel olulise osa määrab küllastuse ja kondenseerumise, eralduva soojuse kondenseerumise atmosfääri veeauru energia mehhanism annab tekkimist ja arengut troopilised tsüklonid (orkaanid).

Suhtelise niiskuse hindamine

Vee ja õhu suhteline niiskus võib hinnata, kui selle temperatuur on teada (T) ja kastepunkti temperatuur (Td) Millal T ja Td väljendatakse Celsiuse kraadides, siis väljend on tõene:


kus hinnatakse veeauru osalist rõhku segus ep :


ja niiske auru rõhk vees segus hinnatud temperatuuril es :

Küllastunud veeaur

Kondensatsioonikeskuste puudumisel võib temperatuuri langetamisel tekkida üleküllastunud olek, st suhteline niiskus muutub üle 100%. Nagu kondenseerumine tuumade võivad toimida ioonide või aerosooliosakesed, nimelt kondenseerumisel üleküllastunud auru ioonid moodustatud kui laetud osakeste sellisel paari põhimõtet action pilve kambrisse ja difusiooni kambrid veetilgad kondenseerub Saadud ioonid moodustavad nähtav märge (pala) laaditi osakesed.

Ülekatatud veeauru kondenseerumise teine ​​näide on lennukite pöörlemisjäljed, mis tulenevad üleküllastunud veeauru kondensatsioonist mootori heitgaasi tahmaosakestes.

Kontrolli vahendid ja meetodid

Õhu niiskuse määramiseks kasutatakse kasutatavaid instrumente, mida kutsutakse psühromeetriteks ja hügromeetriteks. Psühromeeter Augustus koosneb kahest termomeetrist - kuiv ja niiske. Märgtermomeeter kujutab madalamat temperatuuri kui kuiva. tema paak on ümbritsetud veega niisutatud lapiga, mis aurustub ja jahtub. Aurustumiskiirus sõltub õhu suhtelisest niiskusest. Vastavalt kuiva ja niiske termomeetrite tunnistusele määratakse õhu suhteline õhuniiskus psühhomeetriliste tabelitega. Hiljuti on olnud laialdaselt kasutusel lahutamatuks niiskusanduritena (toovad tavaliselt pinge), mis põhineb omadus teatud polümeeride muutma oma elektriliste omaduste (nagu dielektrilise konstandiga medium) toimel õhus veeauru. Niiskuse mõõtmiseks kasutatavate vahendite kontrollimiseks kasutatakse spetsiaalseid seadmeid - hügrostatsioone.

Tähendus

Suhteline õhuniiskus on keskkonna oluline keskkonnaseisund. Liiga madala või liiga kõrge niiskuse korral täheldatakse inimese kiiret väsimust, taju ja mälu halvenemist. Toitu, ehitusmaterjale ja isegi palju elektroonilisi komponente saab hoida rangelt määratletud suhtelise niiskuse vahemikus. Paljud tehnoloogilised protsessid on võimalikud ainult tootmismaja õhus oleva veeauru sisalduse range kontrollimisega.

Ruumis niiskust saab muuta.

Õhuniisutajaid kasutatakse niiskuse suurendamiseks.

Õhu kuivatamise (kuivatamise) funktsioone rakendatakse enamikus kliimaseadmetes ja eraldi seadmetes - õhuniisutajad.

Viited

  1. ↑ Perry, R.H. ja Green, D.W., Perry keemiatehnikute käsiraamat (7. väljaanne),

Wikimedia Sihtasutus. 2010

Vaadake, mis muudes sõnastikes on "suhteline õhuniiskus":

Suhteline õhuniiskus - veeauru elastsuse suhe, st õhu sisalduva veeauru osaline rõhk, samal temperatuuril küllastunud aurude elastsus. Seda väljendatakse protsentides, mõõdetuna psühromeetrite ja hügromeetrite abil. Mugav suhteline...... meresõnastik

Suhteline õhuniiskus - 1.7. Suhteline õhuniiskus% Allikas: TSN 23 338 2002: Energia... Normatiiv- ja tehnilise dokumentatsiooni mõistete sõnastik

suhteline niiskus - oro drėgnis statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Apibrėžtį žr. lisa. priedas (ai) Grafinis formaatas atitikmenys: angl. suhteline õhuniiskus vok. suhteline Luftfeuchtigkeit, f rus. õhu suhteline õhuniiskus, f...... Penkiakalbis aiškinamis metrologijos terminų žodynas

suhteline niiskus - oro drėgnis statusas T sritis Standartizacija ir Suurus Tehnika apibrėžtis maagi esančių vandens GARU ir sočiųjų vandens GARU slėgių toje pačioje temperatūroje dalmuo, išreikštas procentais. vastavad nimed: angl. suhteline õhuniiskus vok. sugulane...... Penkiakalbis aiškinamis metrologijos terminų žodynas

suhteline niiskus - santykinis oro drėgnis statusas T sritis chemija apibrėžtis maagi esančių vandens GARU ir sočiųjų vandens GARU slėgių toje pačioje temperatūroje santykis (%). vastavad nimed: angl. suhteline õhuniiskus rus. Õhu suhteline niiskus... Chemijos terminų aiškinams žodynas

suhteline niiskus - oro drėgnis (visos oro masės atžvilgiu) statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. suhteline õhuniiskus; suhteline õhuniiskus vok. suhteline Luftfeuchte, f; suhteline Luftfeuchtigkeit, f rus. suhteline õhuniiskus, f pranc...... Fizikos terminų žodynas

suhteline niiskus - santykinė oro drėgmė (sočiųjų garų atžvilgiu) statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. suhteline õhuniiskus vok. suhteline Luftfeuchtigkeit, f rus. suhteline õhuniiskus, f pranc. niiskus relatiivne õhk, f... Fizikos terminų žodynas

suhteline niiskus - santykinis oro drėgnis statusas T sritis ekologija ir aplinkotyra apibrėžtis maagi esančių vandens GARU ir sočiųjų vandens GARU slėgių toje pačioje temperatūroje dalmuo, išreikštas procentais. vastavad nimed: angl. suhteline õhuniiskus vok. sugulane...... Ekologijos terminų aiškinams žodynas

suhteline niiskus - santykinis oro drėgnis statusas T sritis Kõrg apibrėžtis maagi esančių vandens GARU ir sočiųjų vandens GARU slėgių toje pačioje temperatūroje dalmuo, išreikštas procentais. vastavad nimed: angl. suhteline õhuniiskus vok. suhteline...... Aiškinamasis šiluminės ir branduolinės technikos terminų žodynas

ÕHU SUHTLIKKUS - vaata Õhuniiskus... Põllumajanduslik entsüklopeediate sõnastik

Õhuniiskus

«Füüsika - 10 klass »

Pidage meeles, mis aur on ja millised on selle peamised omadused.
Kas on võimalik pidada õhku gaasi?
Kas ideaalgaasi seadused kehtivad õhu käes?

Vesi kulub umbes 70,8% maailma pinnast. Elusorganismid sisaldavad 50 kuni 99,7% vett. Kujutiselt öeldes on elusorganismid animeeritud vesi. Umbes 13-15 000 km3 vett atmosfääris on tilgad, lume ja veeaurude kristallid. Atmosfääri veeaur mõjutab Maa ilmast ja kliimast.

Veeaur atmosfääris.

Õhu veeaur, vaatamata ookeanide, merede, järvede ja jõgede tohutule pinnale, pole kaugel alati küllastunud. Õhumasside liikumine toob kaasa asjaolu, et praegusel hetkel on meie aurustumiskohas üle maailma kondenseerunud, kuid mõnes meie planeedi kohas on vastupidi kondensatsioon valitsev. Kuid õhu käes on peaaegu alati teatud kogus vett auru.

Õhu veeauru sisaldust, st selle niiskusesisaldust, võib iseloomustada mitme kogusega.

Vee auru tihedus õhus on kutsutud absoluutne niiskus.

Absoluutne niiskus väljendatakse seega kilogrammides kuupmeetri kohta (kg / m 3).

Veeauru osaline rõhk.

Atmosfääri õhk on erinevate gaaside ja veeaurude segu. Iga gaas aitab kaasa kogu õhurõhu tekitamisele selle organites.

Kutsutakse välja rõhku, mis tekitaks veeauru, kui kõik teised gaasid oleksid puudu veeauru osaline rõhk.

Veeauru osaline rõhk on üks õhuniiskuse näitajaid. Seda väljendatakse rõhuühikutes - pascal või millimeetrit elavhõbedat.

Kuna õhk on gaaside segu, määratakse atmosfäärirõhk kuiva õhu komponentide (hapnik, lämmastik, süsinikdioksiid jne) ja veeauru osakoormuste summa.

Suhteline õhuniiskus.

Veeauru osalist survet ja absoluutset niiskust ei saa veel hinnata selle kohta, kui tihedalt veeaur on nendes tingimustes küllastunud. See tähendab, et sellest sõltub vee aurustumiskiirus ja elusorganismide niiskuse kaotus. Sellepärast näidatakse väärtust, mis näitavad, kui palju veeaur on antud temperatuuril küllastunud, suhteline niiskus.

Suhteline õhuniiskus õhu teatud temperatuuril ja rõhu p sisalduva veeauru osalise rõhu p suhen n sama temperatuuriga küllastunud aur, väljendatuna protsentides:

Suhteline õhuniiskus on tavaliselt alla 100%.

Temperatuuri langetamisel võib veeauru osaline rõhk õhu käes olla küllastunud aururõhuga võrdne. Steam hakkab kondenseeruma ja kaste tõuseb välja.

Nimetatakse temperatuur, mille juures veeaur muutub küllastunudks kastepunkt.

Kastepunkti abil saab määrata suhteline õhuniiskus.

Psühromeeter.

Niiskust mõõdetakse spetsiaalsete seadmete abil. Ütleme ühe neist - psühromeeter.

Psühromeeter koosneb kahest termomeetrist (joonis 11.4). Üks reservuaari jääb kuivaks ja see näitab õhu temperatuuri. Reservuaar on ümbritsetud teise riba kangast, mille lõpus on langetatud vette. Vesi aurustub ja tänu sellele termomeeter jahtub. Mida kõrgem on suhteline õhuniiskus, seda vähem intensiivne aurustumine ja temperatuur langeb näidates termomeetri ümbritsetud niiske lapiga, lähemale näidatud temperatuuril kuiva termomeetriga.

Kui suhteline õhuniiskus on 100%, ei vähene vesi üldse ja mõlema termomeetri näidud on samad. Nende termomeetrite erineva temperatuuri abil saab spetsiaalsete tabelite abil kindlaks määrata õhuniiskuse.

Niiskuse väärtus.

Niiskusest sõltub inimese naha pinna niiskuse aurustumise intensiivsus. Ja niiskuse aurustumine on väga oluline, et kehatemperatuur püsiks. Kosmosesõidukites on õhu suhteline õhuniiskus (40-60%) inimestele kõige soodsam.

Mis sa arvad, millistel tingimustel läheb kasin välja? Miks pole rohus kasvu enne vihmasel õhtupäeval?

On väga oluline teada niiskust meteoroloogias - seoses ilmastiku ennustamisega. Kuigi suhteline veeauru hulk atmosfääris on suhteliselt väike (ligikaudu 1%), on selle roll atmosfääriolukordades märkimisväärne. Vesiaine kondensatsioon viib pilvede moodustumiseni ja sellele järgneva sadestumisega. Sellisel juhul vabaneb suures koguses soojust. Vastupidi, vee aurustamisega kaasneb kuumuse imendumine.

Kudumis-, kondiitritööstuses ja muudes tööstusharudes on protsessi normaalseks vooluks vaja teatavat niiskust.

On väga tähtis jälgida nanotehnoloogias elektrooniliste ahelate ja seadmete tootmisel kasutatava niiskuse režiimi.

Kunstiteoste ja raamatute hoidmine nõuab niiskuse säilitamist nõutaval tasemel. Seintel on kõrge niiskusõõgastusega lõuend, mis võib kahjustada värvi kihti. Seega seintes olevates muuseumides näete psühromeetreid.

Allikas: "Füüsika - 10. klass", 2014, õpikuõpikud Myakishev, Bukhovtsev, Sotsky

Termodünaamika alused. Termilised nähtused - füüsika, 10. klassi õpik - klassikaline füüsika

Õhuniiskus

1. Suhteline õhuniiskus

Maal on palju avatud veekogusid, millest pinnast aurustub vesi: ookeanid ja mered hõivavad umbes 80% Maa pinnast. Seetõttu on õhu käes alati veeaur.

See on õhust kergem, kuna vee molaarmass (18 × 10 -3 kg mol -1) on väiksem lämmastiku ja hapniku molaarmassist, millest õhk koosneb peamiselt. Seetõttu tõuseb veeaur. Samal ajal laieneb see, sest atmosfääri ülemistes kihtides on surve madalam kui Maa pinnal. Seda protsessi saab ligilähedaselt adiabaatilisemaks pidada, sest selle toimumise ajal ei ole auru kuumutamisel ümbritseva õhuga aega tekkida.

? 1. Selgitage, miks aur jahutatakse.

Nagu näeme hiljem, kui see jahutatakse teatud temperatuurini, mida nimetatakse kastepunktiks, hakkab veeaur kondenseeruma, kogudes väikeste vee tilkadeks. Nii moodustavad pilved.

Nad ei lange, sest nad tõusevad ülespoole õhuvoolutena, nagu näiteks rippuvad lennukid (joonis 45.1). Aga kui pilved muutuvad liiga suureks, hakkavad nad langema: vihma (joonis 45.2).

Õhu aurude sisaldust iseloomustab tihti surve, mida see avaldab, kui ei oleks muid gaase. Seda nimetatakse veeauru osaliseks rõhuks. ("Osaline" ladina keeles tähendab "osaline")

Meile on mugav, kui veeauru rõhk toatemperatuuril (20 ° C) on umbes 1,2 kPa.

? 2. Milline fraktsioon (protsentides) on näidatud rõhk küllastunud auru rõhust samal temperatuuril?
Vihje Kasutage küllastunud auru rõhu väärtuste tabelit erinevate temperatuuride väärtuste jaoks. See oli antud eelmises jaotises. Anname siin üksikasjalikuma tabeli.


Nüüd olete leidnud suhtelise õhuniiskuse. Anname selle määratluse.

Õhu suhteline niiskus φ on veeauru osalise rõhu p protsent rõhu p-protsendinaHr sama temperatuuriga küllastunud aur:

Inimeste mugavad tingimused vastavad suhtelisele õhuniiskusele 50-60%. Kui suhteline niiskus on tunduvalt väiksem, tundub, et meie õhk on kuivanud ja kui rohkem - märg. Kui suhteline õhuniiskus läheneb 100% -ni, peetakse õhku toorainena. Puddles ei kuivu, sest auru kompenseerivad vee aurustamise ja kondenseerumise protsessid.

Niisiis, õhu suhteline niiskus sõltub sellest, kui õhu küllastunud vee õhu lähedal.

Kui küllastumata veeauruga õhk on isotermiliselt kokku surutud, suureneb nii õhurõhk kui ka küllastumata auru rõhk. Kuid veeauru rõhk suureneb alles siis, kui see muutub küllastunud!

Mahu edasise vähendamisega jätkab õhurõhu tõus ja veeauru rõhk püsib - see jääb samaks kui küllastunud aururõhk antud temperatuuril. Aurude liigne kondenseerumine, see tähendab, muutub veeks.

? 3. Kolbi all olevas anumas on õhk, mille suhteline niiskus on 50%. Kolvi esialgne maht on 6 liitrit, õhutemperatuur on 20 ° C. Õhk hakkab isotermiliselt kokku suruma. Oletame, et aurust moodustuva vee mahtu saab õhust ja aurust maha arvata.
a) Mis on õhu suhteline niiskus, kui kolbist maht muutub 4 liitriks?
(b) Millise koguse all kolvi aur muutub küllastunud?
c) Mis on aurude esialgne mass?
d) Kui mitu korda väheneb aurude mass, kui kolbist maht on 1 liitrine?
e) Kui palju vett kondenseerub?

2. Kuidas suhtelist niiskust sõltub temperatuurist?

Vaatame, kuidas valemiga (1) lugeja ja nimetaja, mis määrab õhu suhteline niiskus, muutub kasvava temperatuuriga.
Lugejas on küllastumatu veeauru rõhk. See on otseselt proportsionaalne absoluutse temperatuuga (tuletage meelde, et veeauru kirjeldab hästi ideaalgaasi oleku võrrand).

? 4. Kui palju küllastumatu auru rõhk suureneb temperatuuril 0 ° C kuni 40 ° C?

Nüüd vaatame, kuidas nimetaja küllastunud aururõhk muutub samaaegselt.

? 5. Kui mitu korda suureneb küllastunud auru rõhk temperatuuri tõusuga 0 ° C kuni 40 ° C?

Tulemused nimetatud ülesannete täitmisel näitavad, et kõrgematel temperatuuridel selle aururõhk tõuseb kiiremini kui rõhk küllastumata aur seega defineeritakse valemiga (1), suhteline niiskus langeb järsult temperatuuri tõstmisel. Seega, kui temperatuur on langetatud, suureneb suhteline niiskus. Allpool käsitleme seda üksikasjalikumalt.

Järgmise ülesande täitmisel aitab teil ideaalgaasi võrrand ja ülaltoodud tabel.

? 6. 20 ° C juures oli suhteline õhuniiskus 100%. Õhutemperatuur tõusis 40 ° C-ni ja veeauru mass jäi muutumatuks.
a) Milline oli veeauru esialgne rõhk?
(b) Milline on veeauru lõplik rõhk?
c) Mis on küllastunud aururõhk 40 ° C juures?
d) Mis on suhteline õhuniiskus lõplikus olekus?
e) Kuidas inimene tajutab seda õhku: kuiv ja niiske?

? 7. Mustal sügisel päeval on tänava temperatuur 0 ºС. Toatemperatuur on 20 ° C, suhteline õhuniiskus on 50%.
a) Kus on veeauru osaline rõhk: ruumis või tänaval?
b) Millisel viisil avaneb akna veeaur või ruumis või ruumis?
c) Mis oleks ruumi suhteline niiskus, kui veeauru osaline rõhk ruumis oleks võrdne veeauru osalise rõhuga väljast?

? 8. Märg objektid on tavaliselt raskemad kui kuivad: seega leotatud kleit on raskem kui kuiv ja toores puit on raskem kui kuivad. Selle põhjuseks on asjaolu, et selles sisalduva niiskuse mass lisatakse kehakaalu enda kaalule. Ja õhuga on olukord vastupidine: niiske õhk on kuivamast kergem! Kuidas ma saan seda seletada?

3. Kastepunkt

Temperatuuri alandamisel suureneb õhu suhteline õhuniiskus (kuigi õhu veesurve ei muutu samaaegselt).
Kui suhteline õhuniiskus jõuab 100% -ni, muutub veeaur küllastunud. (Under eritingimused on võimalik saada üleküllastunud auru Selle kasutamine pilve kambri avastamiseks jäljed (rajad) elementaarsed kiirendites.). Edasisel temperatuuri alandamise auru algab kondenseerumine: Dewing. Seepärast nimetatakse selle veeauru küllastunud temperatuuri nimeks selle aurude kastepunktiks.

? 9. Selgitage, miks sadu (joonis 45.3) langeb tavaliselt enne hommikust.


Vaatleme näiteks näitena teatud õhuniiskuse teatud temperatuuri õhu kastepunktist. Selleks vajame alljärgnevat tabelit.

? 10. Poest sisenes tänavale prillidega mees ja leidis, et tema prillid on mööda pandud. Eeldame, et klaaside temperatuur ja nendega ühendatud õhkkih on võrdsed tänava õhu temperatuuriga. Lao õhutemperatuur on 20 ° C, suhteline niiskus on 60%.
a) Kas prillide prillide läheduses olev veeaur on küllastunud?
b) Mis on veeauru osaline rõhk laos?
c) Millisel temperatuuril on veeauru rõhk, mis on võrdne küllastunud aururõhuga?
d) Mis on tänava õhu temperatuur?

? 11. Läbipaistvas silindris kolvi all on õhu suhteline niiskus 21%. Esialgne õhutemperatuur on 60 ºС.
a) Millise temperatuuri juures on vaja õhku jahtuda konstantsel ruumal, nii et balloonist saab kaste välja?
b) Kui mitu korda peaks õhuhulka vähendama konstantsel temperatuuril, et balloonist välja tõrvub?
c) Esmalt isotermiliselt kokku surutakse õhku ja seejärel jahutatakse konstantsel ruumalal. Kahanemine algas, kui õhutemperatuur langes 20 ° C-ni. Mitu korda vähem õhuhulka võrreldes algsega?

? 12. Miks soojust on kõrgel niiskusel võimalik taluda?

4. Niiskuse mõõtmine

Niiskust mõõdetakse sageli psühromeetriga (joonis 45.4). (Kreeka "psihros." - Cool See nimi on tingitud asjaolust, et märja termomeetri näidud madalam kuiv.) Koosneb kuiva ja märja termomeetri.

Märgtermomeeter on märksa madalam kui kuiva, sest vedeliku aurustamisel jahtub vedelik. Mida madalam on õhu suhteline niiskus, seda aurustumine on intensiivsem.

? 13. Milline termomeeter joonisel 45.4 asub vasakul?

Seega, vastavalt termomeetrite näitajatele saate määrata õhu suhteline niiskus. Selleks kasuta psühhromeetrilist tabelit, mis paigutatakse sageli psühromeetri enda juurde.

Õhu suhtelise õhuniiskuse määramiseks on vajalik:
- võtke termomeetri näidud (antud juhul 33 ºС ja 23 ºС);
- leida tabelis rida, mis vastab kuiva termomeetri lugemitele ja kolonni, mis vastab termomeetri näitude erinevusele (joonis 45.5);
- Rida ja veerus ristumiskohas lugege õhu suhtelise niiskuse väärtust.

? 14. Kasutage psühromeetrilist tabelit (joonis 45.5), millistel termomeetri näitudel on suhteline õhuniiskus 50%.

Täiendavad küsimused ja ülesanded

15. Kasvuhoones, mille maht on 100 m3, on suhteline õhuniiskus vähemalt 60%. Varajane hommikul, temperatuuril 15 ° C, kasvas kasvuhoones kaste. Päeval tõusis kasvuhoones 30ºC temperatuur.
a) Milline on veeauru osaline rõhk kasvuhoones 15 ° C juures?
b) Milline on sellel temperatuuril kasvuhoones veeaurude mass?
c) Milline on minimaalne lubatud veeauru osaline rõhk kasvuhoones 30 ° C juures?
d) Milline on kasvuhoonegaaside veeaurude mass?
e) Milline vesi peaks kasvuhoones aurustuma, et säilitada selles vajalik suhteline niiskus?

16. Psychrometril näitavad mõlemad termomeetrid sama temperatuuri. Mis on suhteline õhuniiskus? Selgitage oma vastust.