Vlažnost zraka

ZAVOD ZDRAVLJA. TOČKA RANA.

UREĐAJI ZA ODREĐIVANJE ZAVRŠENOSTI ZRAKA.

Atmosfera je plinovita ovojnica Zemlje, koja se uglavnom sastoji od dušika (više od 75%), kisika (nešto manje od 15%) i drugih plinova. Oko 1% atmosfere je vodena para. Odakle dolazi iz atmosfere?

Veliki dio Zemljine površine zauzima morske površine i oceani, od kojih se površina isparavanja vode stalno pojavljuje na bilo kojoj temperaturi. Otpuštanje vode javlja se i disanjem živih organizama.

Naziva se zrak koji sadrži vodenu paru mokar.

Količina vodene pare koja se nalazi u zraku ovisi o vremenu, stanju zdravlja neke osobe, ponašanju tehnoloških procesa u proizvodnji, sigurnosti izložaka u muzeju, sigurnosti zrna u skladištenju. Stoga je vrlo važno kontrolirati stupanj vlažnosti i sposobnost mijenjanja, ako je potrebno, u sobi.

Apsolutna vlaga zrak je količina vodene pare sadržane u 1 m 3 zraka (gustoća vodene pare).

m je masa vodene pare, V je obujam zraka u kojem se nalazi vodena para. P je parcijalni tlak vodene pare, μ je molarna masa vodene pare, a T je njegova temperatura.

Budući da je gustoća proporcionalna tlaku, apsolutna vlažnost također može biti karakterizirana parcijalnim pritiskom vodene pare.

Stupanj vlage ili suhoće zraka utječe ne samo na količinu vodene pare koja se nalazi u njemu već i na temperaturi zraka. Čak i ako je količina vodene pare ista, na nižoj temperaturi zrak će izgledati vlažniji. Zato se u hladnoj sobi javlja vlažan osjećaj.

To se objašnjava činjenicom da na višoj temperaturi u zraku može postojati veća maksimalna količina vodene pare, i maksimalna količina vodene pare Zrak se nalazi u slučaju kada je para zasićen. Prema tome, maksimalna količina vodene pare, koji mogu biti sadržane u 1 m 3 zraka pri određenoj temperaturi gustoća zasićene pare pri određenoj temperaturi.

Ovisnost gustoće i parcijalnog tlaka zasićene pare na temperaturi može se naći u fizičkim stolovima.

S obzirom na tu ovisnost, došli smo do zaključka da je objektivnija karakteristika vlage u zraku relativna vlažnost.

Relativna vlaga je omjer apsolutne vlažnosti zraka i količine pare potrebne za zasićenje 1 m 3 zraka pri određenoj temperaturi.

ρ je gustoća pare, ρ₀ - gustoća zasićene pare pri određenoj temperaturi, a φ je relativna vlažnost zraka pri određenoj temperaturi.

Relativna vlažnost se također može odrediti djelomičnim parnim tlakom

P je parcijalni tlak pare, P₀ - parcijalni tlak zasićene pare pri određenoj temperaturi, a φ je relativna vlažnost zraka pri određenoj temperaturi.

Ako je zrak koji sadrži vodenu paru izobarno hlađenje, tada na nekoj temperaturi vodena para postaje zasićena, kao kod smanjenja temperature, maksimalna moguća gustoća vodene pare u zraku pri određenoj temperaturi se smanjuje, tj. smanjuje se gustoća zasićene pare. Uz daljnje smanjenje temperature, višak vodene pare počinje se kondenzirati.

temperatura, na kojemu se dano vodena para koja se nalazi u zraku zasićena, naziva se rosište.

Ovo ime je povezano s fenomenom promatranim u prirodi - s rosa. Pad rosa objašnjava se kako slijedi. Tijekom dana zrak, zemlja i voda u raznim rezervoarima zagrijavaju. Zbog toga dolazi do intenzivnog isparavanja vode s površine spremnika i tla. Vodena para koja se nalazi u zraku, na dnevnoj temperaturi, nezasićena je. Noću, osobito u jutarnjim satima, temperatura se spušta i površina zemlje, vodena para postaje zasićena, a višak para kondenzira na različitim površinama.

Δρ je viška vlage koja se oslobađa kad temperatura padne ispod točke rosišta.

Ista priroda ima maglu. Magla - to su najmanji kapljice vode nastale kondenzacijom pare, ali ne na površini zemlje, ali u zraku. Kapljice su tako male i lagane da se mogu zadržati u zraku u suspendiranom stanju. Na tim kapljicama pojavljuje se raspršenje svjetlosnih zraka, a zrak postaje neproziran, tj. E. vidljivost je teška.

Uz brzo hlađenje zraka, parna, zasićena, može zaobići tekuću fazu, odmah otići u čvrstu. Ovo objašnjava izgled na stabla riža. Neke zanimljive optički pojave u nebo (npr halo) uzrokovane prolaz sunčevih zraka i Mjesečeve preko Cirrus sastoji od malih kristala leda.

5. Vage mjerni instrumenti.

Najjednostavniji instrumenti za određivanje vlažnosti su higrometeri različitih konstrukcija (kondenzacija, film, kosa) i psihrometar.

Načelo rada kondenzacijska higrometar temelji se na mjerenju točke rošenja i određivanju apsolutne vlage u sobi. Poznavajući temperaturu u sobi i gustoći zasićene pare koja odgovara danoj temperaturi, nalazimo relativnu vlažnost zraka.

posljedica film i kosu povezana je s promjenom elastičnih svojstava bioloških materijala. S povećanjem vlažnosti, njihova elastičnost se smanjuje, a film ili kosa protežu se dulje.

Psihrometar sastoji se od dva termometra, od kojih je jedan spremnik s alkoholom namotan vlažnom krpom. Budući da se tkivo stalno isparava vlage, a time i uklanjanje topline, temperatura prikazana tim termometrom bit će uvijek manja. Manje vlažan zrak u sobi, to je isparavanje intenzivnije, termometar s mokrim spremnikom hladi više i pokazuje nižu temperaturu. Razlika u temperaturi suhih i vlažnih termometara pomoću odgovarajuće psirometrijske tablice određuje relativnu vlažnost zraka u ovoj sobi.

Molekularna fizika. Vlažnost zraka.

Vlažnost zraka Je li sadržaj vodene pare u zraku.

Atmosferski zrak koji nas okružuje zbog kontinuiranog isparavanja vode s površine oceana, mora, ribnjaka, vlažne zemlje i biljaka uvijek sadrži vodenu paru. Što je više vodene pare u određenom volumenu zraka, bliže je paru do zasićenja. S druge strane, što je veća temperatura zraka, veća je količina vodene pare koja je potrebna da bi se zasitila.

Ovisno o količini vodene pare prisutne pri određenoj temperaturi u atmosferi, zrak varira u različitim stupnjevima vlage.

Kvantitativna procjena vlage.

Kako bi se kvantificirala vlažnost zraka, koristite, osobito, koncepte apsolutan i relativna vlažnost.

Apsolutna vlaga Je li količina grama vodene pare sadržana u 1 m3 zraka u danim uvjetima, tj. To je gustoća vodene pare ρ, izraženo u g / m 3.

Relativna vlažnost zraka φ Je li omjer apsolutne vlažnosti zraka ρ do gustoće ρ₀ zasićene pare pri istoj temperaturi. Relativna vlažnost se izražava kao postotak:

Koncentracija pare povezana je s tlakom (p₀ = NKT), tako da se relativna vlažnost može definirati kao postotak parcijalni tlak p pare u zraku na pritisak p₀ zasićene pare pri istoj temperaturi:

ispod parcijalni tlak razumjeti pritisak vodene pare koju bi proizveo ako su svi ostali plinovi u atmosferskom zraku bili odsutni.

Ako se vlažni zrak hladi, tada se na nekoj temperaturi pare mogu dovesti do zasićenja. Uz daljnje hlađenje, vodena para se kondenzira u obliku rose.

Kako izračunati relativnu vlažnost zraka

Vlaga se odnosi na kategoriju definicija koje drastično ispravljaju zdravlje ljudi, biljaka i okolnih objekata.

Da biste razumjeli što je vlaga, trebate razmotriti njegove glavne komponente:

• apsolutna vlažnost;
• relativna vlažnost.

Apsolutna vlažnost je količina vlage koja se nalazi u određenom obujmu zraka. Vlažnost se mjeri u g / m 3. Apsolutna vlažnost se može izmjeriti i izračunati korištenjem Augustovog psihrometra. Da biste odredili količinu vodene pare u jedinici zraka, možete upotrijebiti i Asmanov aspiracijski psihrometar.

Koja je relativna vlažnost zraka? Njezino ime sugerira da je to neka vrsta odnosa. Ostaje razumjeti kakav stav, što i na što? Da bi se izračunao relativna vlažnost zraka, stvarna potrebna količina vodene pare prisutne u trenutku u zraku, podijeljena u najvećoj mogućoj vlage na istoj temperaturi dok se počeli kondenzacije. Omjer će biti sljedeća formula:

RH (relativna vlažnost) = AB (apsolutna vlažnost) / MVW (maksimalna moguća vlažnost) x 100%.

Kako pronaći relativnu vlažnost zraka

Ako kupite posebne instrumente, elektronske ili mehaničke, određivanje relativne vlage javlja se bez ljudske intervencije. Sami instrumenti pokazuju koja je relativna vlaga u prostoriji. Takvi uređaji nazivaju se higrometarima.

Ako nije moguće kupiti takve uređaje, ili jednostavno nisu dostupni u ovom trenutku, a relativna vlažnost mora biti izmjerena, to se može učiniti uz pomoć dva termometra i psihrometrijske tablice.

Na ploču možete pričvrstiti dva termometra. Jedno će obično mjeriti temperaturu, a druga glava s žive treba biti omotana mokrom krpom, vatom, gaze, mjerit će vlažnu temperaturu. Zatim se mjeri mjerenje oba termometra. Psirometrijskim tablicama na sjecištu temperature suhih i vlažnih termometara naći će se potrebna relativna vlažnost zraka. A sam instrument, koji je mjerio različite temperature, zove se psihrometar.

Apsolutna i relativna vlaga. Točka rosišta

Apsolutna vlažnost zraka

U SI sustavu, jedinica za apsolutnu vlažnost

Vlažnost je vrlo važan parametar okoliša. Poznato je da je većina površine Zemlje zauzeta vodom (Svjetski ocean), s površine u kojoj se kontinuirano pojavljuje isparavanje. U različitim klimatskim zonama intenzitet ovog procesa je različit. To ovisi o prosječnoj dnevnoj temperaturi, prisutnosti vjetra i ostalim čimbenicima. Dakle, na određenim mjestima proces stvaranja pare je intenzivniji od kondenzacije, au nekim je slučajevima obrnuto.

Ljudsko tijelo reagira aktivno na promjene u vlagu zraka. Na primjer, proces znojenja usko je povezan s temperaturom i vlagom okoliša. Pri visokoj vlažnosti, isparavanje vlage s površine kože praktički se nadoknađuje procesom njegove kondenzacije, a uklanja se toplina iz tijela, što dovodi do kršenja termoregulacije; kod niske vlažnosti zraka prevladava isparavanje vlage tijekom procesa kondenzacije i tijelo gubi previše tekućine što može dovesti do dehidracije.

Osim toga, koncept vlage najvažniji je kriterij za procjenu vremenskih uvjeta, koje svatko zna iz vremenskih prognoza.

Apsolutna vlažnost zraka daje ideju o specifičnom sadržaju vode u zraku mase, ali ta je vrijednost neprikladna s gledišta osjetljivosti vlage na žive organizme. Osoba ne osjeća masenu količinu vode u zraku, već njezin sadržaj u odnosu na maksimalnu moguću vrijednost. Kako bi se opisala reakcija živih organizama na promjene sadržaja vodene pare u zraku, uveden je koncept relativne vlažnosti.

Relativna vlažnost zraka

gdje gustoća vodene pare u zraku (apsolutna vlažnost); gustoća zasićene vodene pare pri određenoj temperaturi.

Točka rosišta

Poznavajući temperaturu rosišta, može se dobiti ideja o relativnoj vlažnosti zraka. Ako je temperatura rosišta bliska temperaturi okolnog zraka, vlažnost je visoka (na podudarnost temperatura stvara se magla). Obrnuto, ako se vrijednosti točke rošenja i temperature zraka u vrijeme mjerenja jako razlikuju, onda možemo govoriti o niskom sadržaju vodene pare u atmosferi.

Kada se predmet dovede u toploj sobi od mraza, zrak iznad njega se hladi, postaje zasićen vodenom parom, a kapljice vode kondenzirane su na stvari. U budućnosti, stvar se zagrijava do sobne temperature zraka, a sav kondenzat isparava.

Drugi, ne manje poznati primjer je zamagljivanje prozora u kući. Mnogi su zimi u prozorima kondenzirani. Na ovaj fenomen utječu dva čimbenika - vlažnost i temperatura. Ako je instaliran normalan prozor s dvostrukim ostakljenjem i izolacija je ispravno izvedena i postoji kondenzacija, to znači da soba ima visoku vlažnost; eventualno loše ventilacije ili ispuha.

Vlažnost zraka. Metode određivanja vlažnosti zraka

Ovaj vodič za videozapis dostupan je na pretplati

Imate li pretplatu? Prijavite se

U ovoj će lekciji biti uvedeni pojam apsolutne i relativne vlažnosti zraka, pojmovi i količine povezane s ovim konceptima bit će razmotreni: zasićena para, rosište, uređaji za mjerenje vlage. Tijekom lekcije upoznat ćemo tablice gustoće i pritiska zasićene pare i psirometrijskog stola.

Zasićena para, vlaga u zraku

Današnja lekcija posvetit ćemo raspravi o takvom konceptu kao što je vlažnost i metode mjerenja. Glavni fenomen koji utječe na vlažnost zraka bit će proces isparavanja vode, o čemu smo već govorili, a najvažniji koncept koji ćemo koristiti će biti zasićena i nezasićena para.

Ako odaberete različita stanja pare, oni će biti određeni međudjelovanjem pare s tekućinom. Ako zamislimo da su neki od tekućine u zatvorenoj posudi, a proces isparavanja, onda prije ili kasnije, ovaj proces će doći do stanja gdje isparavanje u redovitim intervalima će se kompenzirati kondenzacije, a zatim dolazi tzv dinamičke ravnoteže tekućine s parom (Sl. 1),

Sl. 1. Zasićena para

Definicija.Zasićena para Je li para u termodinamičkoj ravnoteži s tekućinom. Ako pare nisu zasićene, tada nema takve termodinamičke ravnoteže (Slika 2).

Sl. 2. Nezasićena para

Pomoću ovih dvaju pojmova opisat ćemo takvu važnu karakteristiku zraka i vlage.

Definicija.Vlažnost zraka - vrijednost koja ukazuje na sadržaj vodene pare u zraku.

Postavlja se pitanje: zašto je koncept vlage važan za razmatranje i kako vodena para ulazi u zrak? Poznato je da je većina zemljine površine vode (oceana) s površinom koja ispari kontinuirano (sl. 3). Naravno, u različitim klimatskim zonama intenziteta procesa je različit, ovisno o prosječnoj dnevnoj temperaturi, prisutnosti vjetra, itd Ovi faktori dovode do činjenice da je intenzivnije od njegove kondenzacije na određenim mjestima isparavanje procesne vode, au nekima -.. Naprotiv. U prosjeku, može se reći da je vodena para koja nastaje u zraku nije zasićen i svojstva potrebna da bi mogli opisati.

Sl. 3. isparavanje tekućine (izvor)

Za ljude, vrijednost vlage je vrlo važan parametar okoliša, jer naše tijelo reagira vrlo aktivno na njegove promjene. Na primjer, takav mehanizam za regulaciju funkcioniranja tijela, poput znojenja, izravno je povezan s temperaturom i vlagom okoliša. Pri visokoj vlažnosti procesi isparavanja vlage iz površine kože praktički se nadoknađuju procesima njegove kondenzacije i uklanja toplina iz tijela, što dovodi do termoregulacijskih poremećaja. Pri niskoj vlagi, isparavanje vlage prevladava nad procesima kondenzacije, a tijelo gubi previše tekućine, što može dovesti do dehidracije.

Vrijednost vlage važna je ne samo za ljude i druge žive organizme, već i za tok tehnoloških procesa. Na primjer, zbog poznatog svojstva vode za provođenje električne struje, njegov sadržaj u zraku može ozbiljno utjecati na ispravan rad većine električnih aparata.

Osim toga, koncept vlage najvažniji je kriterij za procjenu vremenskih uvjeta, koje svatko zna iz vremenskih prognoza. Važno je napomenuti da ako usporedimo vlažnost u različitim godišnjim dobima u uobičajenim klimatskim uvjetima, tada je veća u ljetnim mjesecima i niža zimi, što je posebice posljedica intenziteta procesa isparavanja na različitim temperaturama.

Apsolutna vlažnost zraka

Glavne karakteristike vlažnog zraka su:

1. gustoća vodene pare u zraku;
2. relativna vlažnost zraka.

Zrak je kompozitni plin, sadrži mnogo različitih plinova, uključujući vodenu paru. Kako bi se procijenila njegova količina u zraku, potrebno je utvrditi koja masa vodene pare ima u određenom dodijeljenom volumenu - takva vrijednost karakterizira gustoću. Naziva se gustoća vodene pare u zraku apsolutna vlažnost.

Definicija.Apsolutna vlažnost zraka - količinu vlage koja se nalazi u jednom kubičnom metru zraka.

oznakaapsolutna vlažnost: (kao i uobičajeno označavanje gustoće).

Jedinice mjerenjaapsolutna vlažnost: (u SI) ili (za praktičnost mjerenja male količine vodene pare u zraku).

formula računanje apsolutna vlažnost:

masa pare (vode) u zraku, kg (u SI) ili g;

volumen zraka u kojemu je navedena masa pare.

S jedne strane, apsolutna vlažnost je razumljiv i prikladan vrijednost t. K. daje ideju o konkretnom sadržaju vode u zraku, po masi, s druge strane, ova vrijednost je nezgodno s obzirom na osjetljivost na vlagu živih organizama. Ispada da, na primjer, osoba ne osjeća masivni sadržaj vode u zraku, odnosno njegov sadržaj u odnosu na maksimalnu moguću vrijednost.

Relativna vlažnost zraka

Da biste opisali ovu percepciju, vrijednost kao što je relativna vlažnost.

Definicija.Relativna vlažnost zraka - količina koja označava koliko su parovi od zasićenja.

To jest, relativna vlažnost, jednostavnim riječima, pokazuje sljedeće: ako je para daleko od zasićenja, vlažnost je niska, ako je visoka.

Jedinice mjerenjarelativna vlažnost:%.

formula računanje relativna vlažnost:

gustoća vodene pare (apsolutna vlažnost), (u SI) ili;

gustoća zasićene vodene pare pri određenoj temperaturi, (u SI) ili.

Higrometar kondenzacije

Kao što se može vidjeti iz formule, ona uključuje apsolutnu vlažnost s kojom smo već upoznati i gustoću zasićene pare pri istoj temperaturi. Postavlja se pitanje kako odrediti posljednju vrijednost? Za to postoje posebni uređaji. Razmotrit ćemo kondenzacijehigrometar (Slika 4) je instrument koji služi za određivanje točke rosišta.

Definicija.Točka rosišta - temperatura pri kojoj para postaje zasićena.

Sl. 4. Higrometar kondenzacije (izvor)

Hlapljiva tekućina, npr. Eter, umetnuta je u kapacitet instrumenta, umetnut je termometar (6), a zrak se kroz spremnik ispušta pomoću kruške (5). Kao rezultat intenzivne cirkulacije zraka, počinje intenzivno isparavanje etera, zbog toga se temperatura posude smanjuje, a na zrcalu se pojavljuje rose (kapljice kondenzirane pare) (4). U trenutku pojave rose na ogledalu, temperatura se mjeri uz pomoć termometra, ta temperatura je to rosište.

Što učiniti sa dobivenom temperaturom (točka rosišta)? Postoji posebna tablica u kojoj se unose podaci - koja gustoća zasićene vodene pare odgovara svakoj određenoj rosi rosišta. Valja napomenuti korisnu činjenicu da se povećava vrijednost rosišta, povećava se vrijednost zasićene gustoće pare. Drugim riječima, što je topliji zrak, to više vlage može sadržavati, i obratno, nego što je zrak hladniji, maksimalni sadržaj u njoj je manji.

Higrometar kose

Sada razmotrimo načelo djelovanja drugih vrsta higrometara, instrumenata za mjerenje karakteristika vlažnosti (od grčkih higrovi - "mokri" i metreo - "mjera").

Higrometar kose (Slika 5) - uređaj za mjerenje relativne vlažnosti, u kojem je aktivni element kosa, na primjer čovjek.

Sl. 5. Higrometar kose (izvor)

Akcija kosa higrometar na temelju imovine obranog kose mijenjati njegovu duljinu kada se promjene vlage (povećanje vlažnosti kose duljine raste sa smanjenjem - smanjena), što omogućava mjerenje relativne vlažnosti. Kosa je povučena na metalni okvir. Promjena duljine kose se prenosi na strelicu koja se kreće duž ljestvice. Treba zapamtiti da kosmometar ne daje točne vrijednosti relativne vlažnosti, a koristi se uglavnom u domaće svrhe.

Psihrometar

To je prikladnije koristiti i točno takav uređaj za mjerenje relativne vlažnosti, poput psihrometra (od grčke do ψυχρός - "hladno") (Slika 6).

Psihrometar se sastoji od dva termometra koji su fiksirani na zajedničkom mjerilu. Jedan od termometara naziva se mokar, jer je umotan u kamilnu tkaninu koja je uronjena u spremnik za vodu smješten na stražnjoj strani uređaja. Mokrim tkiva voda isparava, što je rezultiralo hlađenje termometar, proces smanjenja temperatura nastavlja se do pozornice do para kod vlažnog tkiva ne doći do zasićenja i termometar počinje pokazivati ​​temperatura rosišta. Tako vlažni termometar pokazuje temperaturu manju ili jednaku stvarnoj temperaturi okoline. Drugi termometar naziva se suhim i pokazuje stvarnu temperaturu.

Na tijelu uređaja, u pravilu je prikazana tzv. Psihrometrijska tablica (Tablica 2). Koristeći ovu tablicu, relativna vlažnost okolnog zraka može se odrediti od temperature prikazane suhim termometrom i od razlike temperature između suhih i vlažnih termometara.

Međutim, čak i bez približavanja takvog stola, možete grubo odrediti količinu vlage, koristeći sljedeće načelo. Ako su očitanja oba termometra međusobno blizu, isparavanje vode iz mokrog gotovo potpuno kompenzira kondenzacijom, tj. Vlažnost zraka je visoka. Ako je, naprotiv, razlika u očitanju termometra velika, isparavanje iz vlažnog tkiva prevladava nad kondenzacijom, a zrak je suhi, a vlažnost je niska.

Tablice karakteristika vlage

Obratimo se stolovima koji omogućuju određivanje karakteristika vlage u zraku.

Apsolutna i relativna vlaga

Količina vlage zraka se povećava naglo uz povećanje temperature. Omjer apsolutna vlažnost zraka na određenoj temperaturi do vrijednosti njegovog kapaciteta vlage pri istoj temperaturi zove se relativna vlažnost.

Za određivanje temperature i relativna vlažnost koristiti posebni uređaj - psihrometar. Psihrometar se sastoji od dva termometra. Kugla od jednog od njih je navlažena gazećim poklopcem, čiji je kraj spušten u posudu s vodom. Drugi termometar ostaje suh i pokazuje temperaturu okolnog zraka. Mokri termometar pokazuje temperaturu nižu od suhog, jer isparavanje vlage iz gaze zahtijeva određenu količinu topline. Naziva se temperatura umotanog termometra ograničenje hlađenja. Naziva se razlika između očitanja suhih i umotanih termometara psihrometrijska razlika.

Između veličine psirometrijske razlike i relativne vlažnosti zraka postoji određen odnos. Što je veća psihometrijska razlika pri određenoj temperaturi zraka, to je niža relativna vlažnost zraka i veća vlaga može apsorbirati zrak. S razlikom od nule, zrak je zasićen vodenom parom i daljnjim isparavanjem vlage u takvom zraku se ne pojavljuje.