Absoluuttinen ja suhteellinen kosteus. Kastepiste

Höyrystämisen ja kondensoitumisen sekä tyydyttyneen höyryn olemassaolon tutkimisen jälkeen tarkastelemme käsitteeseen ilman kosteus ja laitteen laitteita sen mittaamiseksi.

Ihmisen hyvinvoinnille ja normaaleille teknisille prosesseille (leipomo- ja tekstiilituotanto, elektroniikka jne.) Ilman kosteus ei ole välinpitämätöntä. Jos se sisältää vähän vesihöyryä, se luo kuivuuden tunnetta suussa, meidän "sähköistetty" vaatteita ja kiinni runkoon, kukat kuihtuvat nopeasti, nopeasti tunkkainen leipää, maalauksia ja puuesineitä "crack" ja crack. Päinvastoin, jos ilmassa oleva höyry on hyvin lähellä saturaatiota (ks. § 7-k), silloin lämpötilan pienemmällä pudotuksella sen kondensoituminen tapahtuu, ja kaikki esineet peitetään kosteuden pisaroilla.

Näin ollen on tarpeen ottaa käyttöön uusi fysikaalinen määrä, joka ilmaisee ilman kosteuden. Se osoittaa, kuinka paljon ilman höyryä on lähellä kylläisyyttä:

$ varphi $ - ilman suhteellinen kosteus,%
$ rho $ - höyrytiheys tietyllä hetkellä, kg / m 3
$< ho>_<нас>$ Onko tyydyttynyt höyrytiheys, kg / m 3

Suhteellinen ilman kosteus ilmaisee prosenttimäärä ilmaistuna prosentteina, joka on ilmassa olevan vesihöyryn tiheys, tyydyttyneen vesihöyryn tiheys samassa lämpötilassa.

Yksinkertaisin väline ilman suhteellisen kosteuden mittaamiseen on hiusten kosteusmittari. Yksityiskohdaksi, joka vaikuttaa suhteellisen kosteuden muutoksiin, on rasvaton ihmisraja (1). Se on kiinnitetty laitteen (2) yläosaan, joka on kiedottu rullan (3) ympäri ja vedetty erityisen valitulla painolla (4). Rullaan on kiinnitetty nuoli (5). On huomionarvoista, että venytetyt hiukset ulottuvat suhteessa suhteellisen kosteuden lisääntymiseen ja pyörittäessä rullaa nuolen mukana. Siirryttäessä mittakaavaan se ilmaisee välittömästi ilman suhteellisen kosteuden numeerisen arvon ilmaistuna prosentteina.

Tarkastele nyt laitetta ja toimintaperiaatetta psykrometrillä - tarkempi laite ilman kosteuden mittaamiseen. Psykrometrillä on kaksi lämpömittaria: kuiva ja märkä. Niitä kutsutaan niin, että yhden lämpömittarin pää on ilmassa, ja toinen pää on sidottu veteen upotettuun sideharsoon (katso kuva). Veden haihtuminen haavan pinnalta johtaa lämpötilan laskuun. Toinen "kuiva" lämpömittari näyttää tavallisen ilman lämpötilan. Psykrometrin mittaamien psykrometrien arvot voidaan muuntaa ilman suhteellisesta kosteudesta taulukon mukaisesti (ks. Alla).

Katsotaanpa esimerkkiä. Sanotaan, että huoneenlämpötila on 20 ° C ja märkä lämpömittari näyttää 15 ° C. Toisin sanoen ero lämpömittareiden lukemissa on 5 ° C. Taulussa rivillä "20" siirrymme sarakkeeseen "5". Luemme siellä numeroa: 59. Näin ollen suhteellinen kosteus huoneessa, jossa psykrometrin jumittuu, on täsmälleen 59%.

Jos ilman pölymittarissa ei ole riittävästi vesihöyryä, höyrystyminen sideaineen pinnasta menee voimakkaasti. Kaavan mukaisesti Q = rm (ks. § 6 g), se kuluttaa lämpöä "otettu pois", jonka vettä sideharso, ja se jäähdytetään kaavan $ Q = C cdot m cdot Delta t ^ o $ (ks. § 6-c). siksi Märkä lämpömittari näyttää alemman lämpötilan kuin kuiva. Jos ilma on niin märkä, että siinä oleva vesihöyry on kyllästynyt, vedestä ei pääse höyrystymään. Näin ollen molemmat lämpömittarit näyttävät samanlaisia ​​lämpötiloja, ja tämä tarkoittaa, että suhteellinen kosteus on 100%.

Tarkista, miten oppitit materiaalia:

1. Tämän jakson tarkoitus on harkita.
2. Kosteus on tärkeää paitsi ihmisten terveydelle, mutta myös ihmisille.
3. Miksi on tärkeää, että ilmassa oleva vesihöyry ei ole (melkein) kylläinen?
4. Meidän on esitettävä uusi fyysinen määrä.
5. Suhteellinen kosteus lasketaan vesihöyryn tiheyden suh- teen ilmassa.
6. Hiusten kosteusmittari on.
7. Ilmankosteuden suhteellisen kosteuden muutos hygrometrissä reagoi.
8. Kosteusmittari antaa (pystyy) mittaamaan ilman suhteellisen kosteuden, koska.
9. Hygrometrin käyttäminen kosteuden mittaamiseen on se, että se on nuoli.
10. Kosteusmittarin sijaan psykrometriä käytetään usein laadussa.
11. Miksi psykomometrin oikea lämpömittari näyttää tavallisesti alemman lämpötilan?
12. Käytetään erityisesti suunniteltua ns. Psykrometristä taulukkoa.
13. Jos huoneen ilman lämpötila on 30 ° C ja märällä lämpömittarilla 25 ° C, sitten.
14. Millä edellytyksellä vettä haihtuu sideharsoista nopeasti?
15. Märkä sideharso ja sen oikea lämpömittari jäähdytetään, koska.
16. Millä edellytyksellä molemmat lämpömittarit osoittavat samanlaisia ​​lämpötiloja?

Arkisto / Luentomoniste 04.04.12 - kopio / LENTUMENKILÖ 10

ILMANSYMPÄRISTÖ. KASVIN KOHTA.

ILMANSYMPÄRISTÖN MÄÄRITTÄMISLAITTEET.

Ilmakehä on maapallon kaasupäästöt, jotka koostuvat pääosin typpeä (yli 75%), happea (hieman alle 15%) ja muita kaasuja. Noin 1% ilmakehästä on vesihöyryä. Mistä hän tulee ilmakehästä?

Suuri osa maapallon pinta-alasta on meret ja valtameret, joiden pinnasta vesi haihtuu jatkuvasti missä tahansa lämpötilassa. Veden vapautuminen tapahtuu myös elävien organismien hengityksessä.

Vesihöyryä sisältävää ilmaa kutsutaan märkä.

Ilman sisältämän vesihöyryn määrä riippuu säästä, henkilön terveydentilasta, tuotannon teknisistä prosesseista, museon näyttelyjen turvallisuudesta ja varaston turvallisuudesta. Siksi on erittäin tärkeää valvoa kosteuden astetta ja kykyä muuttaa sitä tarvittaessa huoneeseen.

Absoluuttinen kosteus ilma on vesihöyryn määrä, joka sisältää 1 m 3 ilmaa (vesihöyryn tiheys).

m on vesihöyryn massa, V on ilman määrä, jossa vesihöyryä on. P on vesihöyryn osapaine, μ on vesihöyryn moolimassa ja T on sen lämpötila.

Koska tiheys on verrannollinen paineeseen, absoluuttiseen kosteuteen voidaan myös luonnehtia vesihöyryn osapaine.

Ilman kosteus tai kuivausaste vaikuttaa paitsi siihen sisältämän vesihöyryn määrään myös ilman lämpötilaan. Vaikka vesihöyryn määrä olisi sama, alemmassa lämpötilassa ilma näyttäisi olevan kosteampi. Siksi kylmässä huoneessa ilmenee kostea tunne.

Tämä johtuu siitä, että korkeammassa lämpötilassa ilmassa voi olla suurempi vesihöyryn enimmäismäärä, ja suurin vesihöyryn määrä Ilma on mukana siinä tapauksessa, että höyry on tyydyttynyt. siksi suurin vesihöyryn määrä, joka voidaan sulkea 1 m 3 ilmassa tietyssä lämpötilassa, kutsutaan tyydyttyneen höyryn tiheys tietyssä lämpötilassa.

Tyydyttyneen höyryn tiheyden ja osapaineen riippuvuus lämpötilasta löytyy fyysisiltä taulukoilta.

Tämän riippuvuuden vuoksi päätimme, että ilmankosteuden objektiivisempi ominaisuus on suhteellinen kosteus.

Suhteellinen kosteus on absoluuttisen ilman kosteuden suhde höyryn määrään, joka on välttämätön 1 m 3: n ilmaa tyydyttämiseksi tietyssä lämpötilassa.

ρ on höyrytiheys, ρ₀ - tyydyttyneen höyryn tiheys tietyllä lämpötilalla ja φ on ilman suhteellinen kosteus tietyssä lämpötilassa.

Suhteellinen kosteus voidaan määrittää myös osittaisella höyrynpaineella

P on höyryn osapaine, P₀ - tyydyttyneen höyryn osapaine tietyssä lämpötilassa ja φ on ilman suhteellinen kosteus tietyssä lämpötilassa.

Jos ilma on vesihöyry isobaraattinen jäähdytys, silloin vesihöyryä kyllästyy jonkin verran, kuten lämpötilan laskiessa, suurin mahdollinen vesihöyryn tiheys ilmassa tietyssä lämpötilassa pienenee, ts. tyydyttyneen höyryn tiheys vähenee. Kun lämpötila laskee edelleen, ylimääräinen vesihöyry alkaa tiivistyä.

lämpötila, jossa annosteltu ilmassa oleva vesihöyry kyllästyy, kutsutaan kastepiste.

Tämä nimi liittyy luonnossa havaittuun ilmiöön - kasteella. Kasteen laskeminen selitetään seuraavasti. Päivällä ilma, maa ja vesi eri säiliöissä lämpiävät. Näin ollen veden voimakas haihtuminen säiliöiden ja maaperän pinnalta. Ilman sisältämä vesihöyry päivällä on tyydyttymättömiä. Yöllä, ja varsinkin aamulla, ilman ja maan pinnan lämpötila laskee, vesihöyry kyllästyy ja vesihöyryn ylijäämät tiivistyvät eri pinnoille.

Δρ on ylimääräinen kosteus, joka vapautuu, kun lämpötila laskee kastepisteen alapuolelle.

Samalla luonteella on sumu. Sumu - tämä on pienin vesipisara, joka muodostuu höyryn kondensaatiosta, mutta ei maan pinnalla, vaan ilmassa. Pisarat ovat niin pieniä ja kevyitä, että niitä voidaan pitää ilmassa lepotilassa. Näillä pisaroilla esiintyy valonsäteiden sironta, ja ilma muuttuu läpikuultavaksi, esim. E. näkyvyys on vaikeaa.

Ilman nopean jäähdytyksen avulla höyry, jolloin se kyllästyy, voi ohittaa nestemäisen faasin ja siirtyä välittömästi kiinteään. Tämä selittää ulkonäköä kuoren puista. Taivaan mielenkiintoisia optisia ilmiöitä (esim. Halo) johtuu auringon tai kuun säteiden kulkeutumisesta sirujen pilvien läpi, jotka koostuvat pienimmistä jääkiteistä.

5. Kosteudenmittauslaitteet.

Yksinkertaisimmat välineet kosteuden määrittämiseen ovat erilaisten mallien hygrometrit (kondensaatio, kalvo, hiukset) ja psykrometri.

Toiminnan periaate kondensaatiolämpömittari joka perustuu kastepisteen mittaukseen ja huoneen absoluuttisen kosteuden määrittämiseen. Kun tiedämme huoneen lämpötilan ja tietyn lämpötilan mukaisen tyydyttyneen höyryn tiheyden, löydämme ilman suhteellisen kosteuden.

vaikutus kalvon ja hiusten hygrometrit liittyy biologisten materiaalien elastisten ominaisuuksien muutokseen. Kosteuden lisääntyessä niiden kimmoisuus vähenee, ja kalvo tai hiukset ulottuvat pidempään.

psykrometrillä koostuu kahdesta lämpömittarista, joista yhdessä säiliö, jossa on alkoholia, kostutetaan kostealla liinalla. Koska kudos jatkuvasti haihtuu kosteudelta ja siten lämmön poistamiseksi, tämän lämpömittarin osoittama lämpötila on aina pienempi. Huoneen kosteampi ilma, sitä enemmän haihtuminen on voimakkaampaa, märän säiliön lämpömittari jäähtyy enemmän ja näyttää alhaisemman lämpötilan. Kuivan ja märän lämpömittarin lämpötilan erolla, käyttämällä asianmukaista psykrometristä taulukkoa, määritetään ilman suhteellinen kosteus tässä huoneessa.

Suhteellinen ilman kosteus

Suhteellinen kosteus - vesihöyryn osapaineen suhde kaasuun (pääasiassa ilmassa) tyydyttyneen höyryn tasapainopai- neeseen tietyssä lämpötilassa.

pitoisuus

Absoluuttinen kosteus

Absoluuttinen kosteus on kosteuden määrä (grammoina), joka sisältyy yhteen kuutiometriä ilmaa.

Suhteellinen kosteus

Vastaava määritelmä on vesihöyryn massayhdisteen suhde ilmassa mahdollisimman korkeaan lämpötilaan. Mitattu prosentteina ja määritetään kaavalla:

jossa: - kyseisen seoksen suhteellinen kosteus (ilma); - vesihöyryn osapaine seoksessa; - tyydyttyneen höyryn tasapainotaso.

Tyhjenneen vesihöyryn paine kasvaa voimakkaasti lämpötilan noustessa (ks. Kuvaaja). Näin ollen, kun isobaarinen (eli vakiopaineella) ilmaa jäähdytyksen jatkuvasti höyryn pitoisuus tulee kohta (kastepiste), kun höyry on tyydyttynyt. Tällöin "ylimääräinen" höyry tiivistyy sumu- tai jääkiteiden muodossa. kylläisyyttä ja höyryn tiivistyminen prosessien tärkeä rooli fysiikan ilmakehän: muodostumista prosessit ja muodostumista ilmakehän pilvi rintamalla merkittävällä osalla määräytyy kylläisyyttä ja kondensaatio prosesseja, vapautuva lämpö kondensaatio ilmakehän vesihöyryn energian mekanismi tarjoaa ulkonäkö ja kehittäminen trooppisten syklonien (hurrikaanit).

Suhteellisen kosteuden arviointi

Veden ja ilman seoksen suhteellinen kosteus voidaan arvioida, jos sen lämpötila tunnetaan (T) ja kastepistelämpötilan (T_d). kun T ja T_d ilmaistaan ​​celsiusasteina, sitten ilmaisu on totta:

jossa arvioidaan vesihöyryn osapaine seoksessa e_p :

ja veden märkä höyrynpaine seoksessa arvioituun lämpötilaan e_s :

Kyllästetty vesihöyry

Lauhtumiskeskusten puuttuessa ylikyllästetty tila voi muodostua, kun lämpötilaa lasketaan, eli suhteellinen kosteus on yli 100%. Koska kondensaatio ytimet voivat toimia ioneja tai aerosolihiukkasten, nimittäin kondensoimalla ylikyllästetty höyry-ioneja muodostuu, kun varatun hiukkasen tällainen pari toiminnan periaate sumukammiokokeet ja diffuusiokammiot: vesipisarat tiivistyvä tuloksena ionit muodostavat näkyvän merkin (track) veloitetaan hiukkasia.

Toinen esimerkki ylikyllästetyn vesihöyryn kondensoinnista on lentokoneiden inversiotulokset, jotka johtuvat ylikyllästetyn vesihöyryn kondensoinnista moottorin pakokaasun nokipartikkeleissa.

Valvontalaitteet ja -menetelmät

Ilma-instrumenttien kosteuden määrittäminen, joita kutsutaan psykrometreiksi ja hygrometreiksi. Psychrometer Augustus koostuu kahdesta lämpömittarista - kuivasta ja märästä. Märkä lämpömittari näyttää lämpötilan, joka on alempi kuin kuiva. hänen säiliönsä on kääritty vedellä kostutetulla liinalla, joka haihtuu ja jäähtää. Haihdutuksen voimakkuus riippuu ilman suhteellisesta kosteudesta. Kuivan ja kostean lämpömittarin todistuksen mukaan ilman suhteellinen kosteus määräytyy psykrometristen taulukoiden mukaan. Viime aikoina on laajalti käytetty kiinteä kosteusanturi (tyypillisesti saanto jännite), joka perustuu omaisuutta tiettyjen polymeerien muuttaa sähköiset ominaisuudet (kuten dielektrisyysvakio väliaine) vaikutuksen alaisena ilman vesihöyryä. Kosteuden mittauslaitteiden tarkistamiseksi käytetään erikoislaitteita - hygrostatteja.

arvo

Suhteellinen ilman kosteus on ympäristön tärkeä ympäristöindikaattori. Liian alhainen tai liian korkea kosteus, henkilön nopea väsyminen, havaintokyvyn heikkeneminen ja muistin havaitseminen. Ruoka, rakennusmateriaalit ja jopa monet elektroniset komponentit voidaan tallentaa tiukasti määriteltyyn suhteellisen kosteuden alueeseen. Monet tekniset prosessit ovat mahdollisia vain tarkkaan vesihöyryn sisällön kontrolloimiseksi tuotantotilan ilmassa.

Huoneen kosteutta voidaan muuttaa.

Kosteuttajia käytetään kosteuden lisäämiseen.

Ilman kosteudenpoiston (kosteudenpoisto) toiminnot toteutetaan useimmissa ilmastointilaitteissa ja erillisten laitteiden muodossa - kosteudenpoistimet.

viittaukset

1. ↑ Perry, R.H. ja Green, D.W., Perryn kemian insinöörien käsikirja (7. painos),

Wikimedia Foundation. 2010.

Katso mitä on "Relative air humidity" muissa sanakirjoissa:

Suhteellinen ilman kosteus - vesihöyryn, eli ilmassa olevan vesihöyryn osapaineen, suh- teen suhde hiilihapon elastisuuteen samassa lämpötilassa. Se ilmaistaan ​​prosentteina, mitattuna psykrometreillä ja hygrometreillä. Mukava suhteellinen...... merenkulun sanakirja

Suhteellinen ilman kosteus - 1.7. Suhteellinen ilman kosteus% Lähde: TSN 23 338 2002: Energia... Normaattisten ja teknisten asiakirjojen sanasto

suhteellinen kosteus - oro drägnis statusas T sritis Standardi ja metrologia apibrėžtis Apibrėžtį žr. priede. priedas (ai) Grafinis formatas atitikmenys: engl. suhteellinen ilmankosteus vok. suhteellinen Luftfeuchtigkeit, f rus. ilman suhteellinen kosteus,...... Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

suhteellinen kosteus - 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. suhteellinen ilmankosteus vok. suhteellinen...... Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas

suhteellinen kosteus - santykinis oro drėgnis statusas T sritis chemija apibrėžtis Ore esančių vandens GARU ir sočiųjų vandens GARU slėgių Toje pačioje temperatūroje santykis (%). atitikmenys: angl. suhteellinen kosteus rus. Suhteellinen ilmankosteus... Chemijos terminų aiškinamasis žodynas

suhteellinen kosteus - oro drägnis (visos oro masės atžvilgiu) statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. suhteellinen ilman kosteus; suhteellinen ilmankosteus vok. suhteellinen Luftfeuchte, f; suhteellinen Luftfeuchtigkeit, f rus. suhteellinen ilman kosteus,...... Fizikos terminų žodynas

suhteellinen kosteus - santykinė oro drėgmė (sočiųjų GARU atžvilgiu) statusas T sritis Fizika atitikmenys: angl. suhteellinen ilman kosteus vok. suhteellinen Luftfeuchtigkeit, f rus. suhteellinen kosteus, f pranc. kosteus suhteellinen ilmassa, f... Fizikos terminų žodynas

suhteellinen kosteus - 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. suhteellinen ilman kosteus vok. suhteellinen...... Ekologijos terminų aiškinamasis žodynas

suhteellinen kosteus - 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. suhteellinen ilman kosteus vok. suhteellinen...... Aiškinamasis šiluminės ir branduolinės technikos terminų žodynas

ILMAN SUHTEELLINEN HUMIDITY - katso Ilman kosteus... Maatalouden Encyclopedic Dictionary

Ilman kosteus

"Fysiikka - 10 luokka »

Muista, mikä höyry on ja mihin sen tärkeimmät ominaisuudet ovat.
Onko mahdollista ajatella ilmaa kaasuna?
Ovatko ihanteellisen kaasun lait sovellettavissa ilmaan?

Vesi on noin 70,8% maapallon pinnasta. Elävät organismit sisältävät 50 - 99,7% vettä. Kuvitellusti puhuen elävät organismit ovat animoivia vettä. Ilmakehässä on noin 13-15 tuhatta km3 vettä pisaroiden, lumen kiteiden ja vesihöyryn muodossa. Ilmakehän vesihöyry vaikuttaa maan ilmastoon ja ilmastoon.

Vesihöyry ilmakehässä.

Vesihöyry ilmassa huolimatta valtavien valtamerien, meren, järvien ja jokien valtavasta pinnasta on kaukana aina kyllästynyt. Ilmamassojen liikkuminen johtaa siihen tosiasiaan, että joissakin paikoissa maapallomme tällä hetkellä veden haihtuminen vallitsee yli kondensoitumisen, kun taas toisissa, päinvastoin, kondensaatio vallitsee. Mutta ilmassa on lähes aina tietty määrä vesihöyryä.

Vesihöyryn pitoisuutta ilmassa, eli sen kosteuspitoisuutta, voidaan karakterisoida useilla määrillä.

Vesihöyryn tiheyttä ilmassa kutsutaan absoluuttinen kosteus.

Absoluuttinen kosteus ilmaistaan ​​siis kilogrammoina kuutiometrissä (kg / m 3).

Vesihöyryn osapaine.

Ilmakehän ilma on sekoitus kaasuja ja vesihöyryä. Jokainen kaasu edistää ilman aiheuttamaa kokonaispaineita sen runkoihin.

Paine, joka tuottaa vesihöyryä, jos kaikki muut kaasut puuttuvat, kutsutaan vesihöyryn osapaine.

Vesihöyryn osapaine on yksi ilmankosteuden indikaattoreista. Se ilmaistaan ​​paineyksiköissä - pascal tai elohopean millimetrejä.

Koska ilma on kaasujen seos, ilmakehän paine määritetään kuiva-aineen (happea, typpeä, hiilidioksidia jne.) Ja vesihöyryn osista.

Suhteellinen kosteus.

Vesihöyryn ja absoluuttisen kosteuden osittaista painea ei voida vielä arvioida, kuinka lähellä vesihöyryä on kyllästyminen näissä olosuhteissa. Tällöin riippuu veden haihtumisen voimakkuus ja elävien organismien kosteuden menetykset. Tästä syystä otetaan käyttöön arvo, joka osoittaa, kuinka paljon vesihöyryä tietyssä lämpötilassa on lähellä kylläisyyttä, suhteellinen kosteus.

Suhteellinen ilman kosteus ilman sisältämän vesihöyryn osapaineen p suhteessa tiettyyn lämpötilaan paineeseen p_{n. n} kyllästettyä höyryä samassa lämpötilassa ilmaistuna prosentteina:

Suhteellinen ilman kosteus on yleensä alle 100%.

Kun lämpötila laskee, vesihöyryn osapaine ilmassa voi olla yhtä suuri kuin tyydyttynyt höyrynpaine. Höyry alkaa tiivistyä ja kaste putoaa ulos.

Lämpötila, jossa vesihöyry kyllästyy, kutsutaan kastepiste.

Kastepisteen avulla voidaan määrittää ilman suhteellinen kosteus.

Psykrometrillä.

Kosteus mitataan erityislaitteiden avulla. Kerromme niistä yhdestä - psykrometrillä.

Psychrometeri koostuu kahdesta lämpömittarista (kuva 11.4). Yhden niistä säiliö pysyy kuivana, ja se näyttää ilman lämpötilan. Toisen säiliön ympärillä on liina, jonka pääty on laskenut veteen. Vesi haihtuu, ja tämän ansiosta lämpömittari jäähtyy. Mitä korkeampi suhteellinen kosteus, vähemmän voimakas haihtuminen ja kostealla liinalla ympäröivän lämpömittarin osoittama lämpötila on lähempänä kuivan lämpömittarin osoittamia lämpötiloja.

Suhteellisen kosteuden ollessa 100% vesi ei haihdu lainkaan ja molempien lämpömittareiden lukemat ovat samat. Näiden lämpömittareiden lämpötilojen erilai- suus erityispöytien avulla on mahdollista määrittää ilman kosteus.

Kosteuden arvo.

Kosteudesta riippuu kosteuden haihtumisen voimakkuus ihmisen ihon pinnalta. Ja kosteuden haihtuminen on erittäin tärkeää kehon lämpötilan vakaan säilyttämiseksi. Avaruustekniikoissa ilman suhteellinen kosteus (40-60%) on ihmiselle edullisin.

Mitä luulet, millä edellytyksillä kaste putoaa? Miksi ruoho ei ole kaste ennen sateisen päivän illalla?

On erittäin tärkeää tietää kosteus meteorologiassa - sääennusteen yhteydessä. Vaikka vesihöyryn suhteellinen määrä ilmakehässä on suhteellisen pieni (noin 1%), sen merkitys ilmakehän ilmiöissä on merkittävä. Vesihöyryn kondensoituminen johtaa pilvien muodostumiseen ja sen jälkeen saostukseen. Tällöin vapautuu suuri määrä lämpöä. Vastaavasti veden haihduttamiseen liittyy lämmön absorptio.

Kudonta-, makeis- ja muilla teollisuudenaloilla prosessin normaalivirtaukseen tarvitaan tiettyä kosteutta.

On erittäin tärkeää seurata kosteuden säätelyä elektroniikkapiirien ja -laitteiden tuotannossa nanoteknologiassa.

Taideteosten ja kirjojen säilyttäminen vaatii kosteuden ylläpitämistä vaaditulla tasolla. Korkealla kosteudella kangas seinillä voi kaatua, mikä johtaa maalikerroksen vaurioitumiseen. Siksi muurien museoissa näet psykrometrit.

Lähde: "Fysiikka - luokka 10", 2014, oppikirja Myakishev, Bukhovtsev, Sotsky

Termodynamiikan perusteet. Lämpöilmiöt - Fysiikka, oppikirja 10. luokalle - Klassinen fysiikka

Ilman kosteus

1. Suhteellinen kosteus

Maapallolla on monia avoimia vesimuodostumia, joiden pinnasta vesi haihtuu: valtameret ja meret ovat noin 80% maapallon pinnasta. Siksi ilmassa on aina vesihöyryä.

Se on kevyempi kuin ilman, koska veden moolimassa (18 x 10-3 kg / mol -1) on pienempi kuin typpi- ja happipitoisuus, jonka ilma koostuu pääosin. Siksi vesihöyry nousee. Samalla se laajenee, koska ilmakehän yläkerroksissa paine on pienempi kuin maapallon pinnalla. Tätä prosessia voidaan harkita likimain adiabaattisena, koska sen aikana, kun höyryn lämmönvaihtoa ympäröivällä ilmalla ei ole aikaa tapahtua.

? 1. Selitä miksi höyry jäähdytetään.

Kuten myöhemmin nähdään, kun jäähdytetään tiettyyn lämpötilaan, jota kutsutaan kastepisteeksi, vesihöyry alkaa tiivistyä ja kerääntyy pieniin vesipisaroihin. Joten pilvet muodostuvat.

Ne eivät pudota, koska ne nousevat nousevissa ilmavirroissa, aivan kuin ripustimet riippuvat (Kuva 45.1). Mutta kun pilvien pisarat tulevat liian suureksi, ne alkavat kaatua: sade (kuva 45.2).

Vesihöyryn pitoisuudelle ilmassa on usein ominaista paine, jota se käyttäisi, ellei muuta kaasua ollut. Sitä kutsutaan vesihöyryn osapaineeksi. ("Osittainen" latina tarkoittaa "osittaista".)

Pidämme mielellämme, kun vesihöyryn paine huoneenlämpötilassa (20 ° C) on noin 1,2 kPa.

? 2. Mikä fraktio (prosentteina) on ilmoitettu paine tyydyttyneestä höyrynpaineesta samassa lämpötilassa?
Vihje. Käytä taulukkoa tyydyttyneistä höyrynpainearvoista eri lämpötila-arvoille. Se on annettu edellisessä osassa. Annamme tässä yksityiskohtaisemman taulukon.

Olet nyt löytänyt ilman suhteellisen kosteuden. Me määritämme sen.

Ilman suhteellinen kosteus φ on vesihöyryn osapaineen p prosenttiosuus ilmaistuna prosentteina paineesta p_n tyydyttynyt höyry samassa lämpötilassa:

Mukavat olosuhteet ihmisille vastaavat suhteellista kosteutta 50-60%. Jos suhteellinen kosteus on huomattavasti pienempi, ilma näyttää meiltä kuivana, ja jos enemmän - märkä. Kun suhteellinen kosteus lähestyy 100%, ilmaa pidetään raakana. Lepot eivät kuivu, koska vesihöyryn ja höyrykondensaation prosessit kompensoivat toisiaan.

Joten, ilman suhteellisen kosteuden arvioidaan kuinka lähellä saturaatiota vesihöyry ilmassa.

Jos tyydyttymättömän vesihöyryn ilmaa puristetaan isotermisesti, niin tyydyttymättömän höyryn ilmanpaine ja paine kasvavat. Mutta vesihöyryn paine nousee vasta, kunnes se kyllästyy!

Tilavuuden pienentämiseksi edelleen ilmanpaine kasvaa ja vesihöyrynpaine pysyy vakiona - se pysyy samana kuin tyydyttynyt höyrynpaine tietyssä lämpötilassa. Höyryn ylitys tiivistyy, eli muuttuu veteen.

? 3. Männän alapuolella olevaan alukseen on ilmaa, jonka suhteellinen kosteus on 50%. Männän alapuolinen tilavuus on 6 litraa, ilman lämpötila on 20 ºС. Ilma alkaa pakata isotermisesti. Oletetaan, että höyrystä muodostuneen veden määrää voidaan jättää huomiotta ilman ja höyryn tilaan.
a) Mikä on ilman suhteellinen kosteus, kun männän alla oleva tilavuus on 4 litraa?
(b) Missä männän alla höyry tulee kyllästetyksi?
c) Mikä on höyryn ensimmäinen massa?
d) Kuinka monta kertaa höyryn massa laskee, kun männän alle oleva tilavuus on 1 litra?
e) Kuinka paljon vettä tiivistetään?

2. Kuinka suhteellinen kosteus riippuu lämpötilasta?

Katsotaanpa, kuinka kaavan (1) laskin ja nimittäjä, joka määrittää ilman suhteellisen kosteuden, muuttuu lämpötilan noustessa.
Numeerissa on tyydyttymättömän vesihöyryn paine. Se on suoraan verrannollinen absoluuttiseen lämpötilaan (muista, että vesihöyryä kuvataan hyvin ihanteellisen kaasun tilan yhtälöllä).

? 4. Kuinka paljon tyydyttymättömän höyryn paine kasvaa kasvavalla lämpötilalla 0 ° - 40 ° C?

Katsotaan nyt, kuinka nimittäjän tyydyttynyt höyrynpaine muuttuu samanaikaisesti.

? 5. Kuinka monta kertaa tyydyttyneen höyryn paine kasvaa kasvavan lämpötilan ollessa 0 ºС - 40 ºС?

Tulokset näiden tehtävien osoittavat, että korkeammissa lämpötiloissa höyrynpaine kasvaa nopeammin kuin paine tyydyttymättömien höyryn vuoksi, määritellään kaavalla (1), suhteellinen kosteus pienenee nopeasti lämpötilan noustessa. Näin ollen, kun lämpötila laskee, suhteellinen kosteus kasvaa. Alla tarkastelemme tätä yksityiskohtaisemmin.

Kun seuraava tehtävä suoritetaan, ihanteellinen kaasuyhtälö ja yllä oleva taulukko auttavat sinua.

? 6. 20 ° C: ssa ilman suhteellinen kosteus oli 100%. Ilman lämpötila nousi 40 ° C: seen ja vesihöyryn massa pysyi muuttumattomana.
a) Mikä oli vesihöyryn alkupaine?
(b) Mikä on vesihöyryn lopullinen paine?
c) Mikä on tyydyttynyt höyrynpaine 40 ° C: ssa?
d) Mikä on ilman suhteellinen kosteus lopullisessa tilassa?
e) Miten ihminen voi nähdä tämän ilman: Kuinka kuivaa tai kuinka märkä?

? 7. Märällä syksyllä, kadulla lämpötila on 0 ºС. Huoneen lämpötila on 20 ºС, suhteellinen kosteus on 50%.
a) Missä vesihöyryn osapaine on: huoneessa tai kadulla?
(b) Millä tavalla vesihöyry menee, jos avaat ikkunan huoneeseen vai huoneesta?
c) Mikä olisi huoneen suhteellinen kosteus, jos huoneen vesihöyryn osapaine muuttui ulkoisen vesihöyryn osapaineen tavoin?

? 8. Märät esineet ovat tavallisesti raskaampia kuin kuivat. Näin ollen liotettu mekko on raskaampaa kuin kuiva ja raakapuu on raskaampaa kuin kuiva. Tämä johtuu siitä, että siinä oleva kosteuden paino lisätään kehon omaan painoon. Ilmalla tilanne on päinvastainen: kostea ilma on kevyempi kuin kuiva. Miten voin selittää tämän?

3. kastepiste

Kun lämpötila laskee, ilman suhteellinen kosteus kasvaa (vaikka ilman vesihöyryn massa ei muutu samanaikaisesti).
Kun ilman suhteellinen kosteus saavuttaa 100%, vesihöyry kyllästyy. (Erityisissä olosuhteissa on mahdollista saada ylikyllästetty höyry Sen käyttö sumukammiokokeet havaitsemiseksi jälkiä (radat) elementary hiukkaskiihdyttimien.). Kun edelleen alentaa lämpötilan höyryn alkaa kondensaatio: dewing. Siksi lämpötila, jolla tämä vesihöyry kyllästyy, kutsutaan tämän höyryn kastepisteeksi.

? 9. Selitä, miksi kaste (kuva 45.3) putoaa yleensä ennen aamuaikaa.

Tarkastellaan esimerkiksi esimerkkiä, jossa löydetään tietyn lämpötilan kastepiste tietyllä kosteudella. Tätä varten tarvitaan seuraava taulukko.

? 10. Lasi-ihminen tuli varastoliikkeeseen kadulta ja löysi lasinsä huokoset. Oletamme, että lasien lämpötila ja niiden läheisyydessä oleva ilmakerros ovat yhtä suuret kuin kadulla olevan ilman lämpötila. Varastointilämpötila on 20 ° C, suhteellinen kosteus on 60%.
a) Onko lasien lasien vieressä oleva ilma-alkoholi haihtunut?
b) Mikä on vesihöyryn osapaine myymälässä?
c) Missä lämpötilassa vesihöyrynpaine on sama kuin tyydyttynyt höyrynpaine?
d) Mikä on katon lämpötila?

? 11. Männän alla olevassa läpinäkyvässä sylinterissä on ilmaa, jonka suhteellinen kosteus on 21%. Alkunilman lämpötila on 60 ºС.
a) Missä lämpötilassa on tarpeen jäähdyttää ilmaa vakionopeudella niin, että kaste putoaa sylinteriin?
b) Kuinka monta kertaa ilmamäärän tulisi pienentyä vakionopeudella siten, että kaste putoaa sylinteriin?
c) Ilma haihdutetaan ensin isotermisesti ja jäähdytetään sitten tasaisella tilavuudella. Dewfall alkoi, kun ilman lämpötila laski 20 ° C: een. Kuinka monta kertaa vähemmän ilmamäärä verrattuna ensimmäiseen?

? 12. Miksi lämpöä on vaikeampi sietää suurella kosteudella?

4. Kosteuden mittaus

Kosteutta mitataan usein psykrometrillä (kuva 45.4). (Valitse kreikkalainen "psihros." - Cool Tämä nimi johtuu siitä, että märkälämpötila lukemia pienempi kuin kuiva.) Se koostuu kuiva ja märkä lämpömittarit.

Märän lämpömittarin osoitus on alempi kuin kuivan, koska haihtumisen aikana neste jäähtyy. Mitä alempana ilmankosteus on, sitä voimakkaampi haihtuminen.

? 13. Mikä lämpömittari kuvassa 45.4 on vasemmalla?

Joten lämpömittareiden perusteella voit määrittää ilman suhteellisen kosteuden. Voit tehdä tämän käyttämällä psykrometristä taulukkoa, joka sijoitetaan usein itse psykrometriin.

Ilman suhteellisen kosteuden määrittämiseksi on välttämätöntä:
- ottamaan lämpömittarin lukemat (tässä tapauksessa 33 ºС ja 23 ºС);
- löytyy taulukosta kuusi lämpömittarin lukemat vastaavat rivit ja lämpömittarin lukemiin (kuva 45.5) vastaava sarake;
- Lue rivin ja sarakkeen leikkauspisteessä ilmankosteuden arvo.

? 14. Määritä psykrometrisen taulukon (Kuva 45.5) avulla, mihin lämpötilamittauksiin ilmankosteus on 50%.

Lisäkysymyksiä ja tehtäviä

15. Kasvihuoneessa, jonka tilavuus on 100 m3, on säilytettävä suhteellinen kosteus vähintään 60%. Varhain aamulla, 15 ° C: n lämpötilassa, kaste putosi kasvihuoneessa. Päivän lämpötila nousi kasvihuoneeseen 30 ° C: seen.
a) Mikä on vesihöyryn osapaine kasvihuoneessa 15 ° C: ssa?
b) Mikä on vesihöyryn massa kasvihuoneessa tässä lämpötilassa?
c) Mikä on vesihöyryn vähimmäisolettama kasvihuoneessa 30 ° C: ssa?
d) Mikä on vesihöyryn massa kasvihuoneessa?
e) Mikä mooli vettä tulisi haihtua kasvihuoneessa, jotta siihen tarvittava suhteellinen kosteus säilyisi?

16. Puhallinmittarilla molemmilla lämpömittareilla on sama lämpötila. Mikä on ilman suhteellinen kosteus? Selitä vastauksesi.