Wilgotność względna powietrza wzrosła 4-krotnie. Para nasycona, wrzenie, wilgotność powietrza
Wilgotność jest miarą ilości pary wodnej w powietrzu. Wilgotność względna to ilość wody zawartej w powietrzu w danej temperaturze w porównaniu z maksymalną ilością wody, jaką może zawierać powietrze w tej samej temperaturze co para.
Innymi słowy, wilgotność względna pokazuje, ile wilgoci jest jeszcze potrzebne, aby w danych warunkach środowiskowych mogła nastąpić kondensacja. Wartość ta charakteryzuje stopień nasycenia powietrza parą wodną. Obliczając optymalną wilgotność powietrza w pomieszczeniu, mówimy konkretnie o wilgotności względnej.
- Na przykład w temperaturze 21°C jeden kilogram suchego powietrza może zawierać do 15,8 g wilgoci. Jeżeli w 1 kg suchego powietrza znajduje się 15,8 g wody, wówczas wilgotność względną wynosi 100%. Jeżeli w tej samej ilości powietrza znajduje się 7,9 g wody o tej samej temperaturze, to w porównaniu do maksymalnej możliwej ilości wilgoci stosunek ten będzie wynosić: 7,9/15,8 = 0,50 (50%). Dlatego wilgotność względna takiego powietrza wyniesie 50%.
Jaka wilgotność jest optymalna?
Idealna wilgotność w pomieszczeniu mieszkalnym wynosi 40-60%. W miesiącach letnich powietrze jest wystarczająco nawilżone (przy szczególnie deszczowej pogodzie wilgotność względna może sięgać 80-90%), dzięki czemu nie ma potrzeby stosowania dodatkowych metod nawilżania.
Jednak zimą systemy centralnego ogrzewania i inne urządzenia grzewcze prowadzą do suche powietrze. Dzieje się tak, ponieważ intensywne ogrzewanie zwiększa temperaturę, ale nie zwiększa ilości pary wodnej. Powoduje to zwiększone parowanie wilgoci zewsząd: ze skóry i ciała, roślin domowych, a nawet mebli. Wilgotność względna w mieszkaniach zimą zwykle nie przekracza 15%. To nawet mniej niż na Saharze! Wilgotność względna wynosi tam 25%.
Tabela optymalna wilgotność pokazuje, jak niewystarczający jest poziom 15%:
Jak osiągnąć optymalną wilgotność?
Jedyna rada to nawilżanie pomieszczenia.
Istnieje wiele „ludowych” metod nawilżania. W pokoju możesz na przykład powiesić mokre ręczniki i szmaty. Umieść zbiornik na wodę na grzejniku. Parowanie wody prędzej czy później doprowadzi do wzrostu wilgotności powietrza. Aby zabezpieczyć fortepian przed wysychaniem, wcześniej zalecano umieszczenie w środku słoika z wodą. Opcja dla tych, którzy nie oszczędzają, to dekoracyjna fontanna w pokoju.
Metody te są jednak niewygodne i nieskuteczne. Nie da się znacząco zwiększyć wilgotności powietrza w pomieszczeniu za pomocą słoika z wodą. Poza tym puszka na kaloryferze i ręczniki na linach nie wyglądają zbyt estetycznie.
Najbardziej skutecznym i praktycznym sposobem na zwiększenie wilgotności w pomieszczeniu jest instalacja nawilżacz. To urządzenie klimatyzacyjne jest w stanie utrzymać dokładnie określony poziom nawilżania, a ponadto jest niedrogie i łatwe w użyciu. Nowa generacja nawilżaczy sama kontroluje optymalną wilgotność.
Powietrze jest w pewnym stopniu wypełnione parą wodną. Jego ilość charakteryzuje się takim wskaźnikiem jak wilgotność. Może być absolutne i względne. Pierwszy wskaźnik wskazuje objętość wody zawartej w jednym metrze sześciennym powietrza. Drugi człon służy do określenia stosunku maksymalnej możliwej ilości pary do jej rzeczywistej ilości. Jeśli zostanie określona wilgotność powietrza w pomieszczeniu, jest to wskaźnik względny.
Po co mierzyć i kontrolować wilgotność w pomieszczeniu?
Wilgotność w domu bezpośrednio wpływa na zdrowie i samopoczucie wszystkich jego mieszkańców. Jeśli wskaźniki nie odpowiadają normie, cierpią nie tylko ludzie, ale także rośliny domowe, meble i inne rzeczy. Ilość pary wodnej w środowisku nie jest stała i zmienia się w zależności od pory roku.
Dlaczego suche powietrze jest niebezpieczne?
W sezonie grzewczym bardzo często obserwuje się niską wilgotność powietrza w pomieszczeniu. Prowadzi to do tego, że człowiek szybko traci wodę przez skórę i drogi oddechowe. W wyniku takich negatywnych zjawisk obserwuje się następujące skutki:
- zmniejszona elastyczność i suchość skóry, której towarzyszy pojawienie się mikropęknięć, prowadzi do rozwoju zapalenia skóry;
- wysuszenie błony śluzowej oczu prowadzi do zaczerwienienia, pieczenia i łzawienia oczu;
- krew traci część swojego płynnego składnika, co zmniejsza prędkość jej ruchu, powodując dodatkowe obciążenie serca;
- osoba cierpi na bóle głowy, czuje się zmęczona i traci normalną wydajność;
- wzrasta lepkość soku żołądkowego, co upośledza trawienie;
- dochodzi do wysuszenia błon śluzowych dróg oddechowych, co osłabia lokalną odporność;
- wzrost stężenia patogennych mikroorganizmów w powietrzu, które zwykle są neutralizowane przez kropelki powietrza.
Aby zmierzyć powietrze w mieszkaniu, wystarczy kupić najprostsze urządzenie, które zwykle łączy się z termometrem lub zegarem. Ma mały błąd 3-5%, który nie jest krytyczny.
Korzystanie ze szklanki wody
Aby określić wilgotność powietrza, należy napełnić zwykłą szklankę wodą i wstawić ją do lodówki na 3 godziny, aby płyn ostygł do temperatury 3-5°C. Naczynie wyjmuje się i umieszcza na stole z dala od urządzeń grzewczych. Przez kilka minut obserwuj ścianki szklanki, gdzie wykrywają pojawienie się kondensacji w postaci kropelek wody. Wyniki eksperymentu wyrażają się w następujący sposób:
- szkło szybko wysycha - zmniejsza się wilgotność;
- ściany pozostały zaparowane – w pomieszczeniu zachowane zostały normy wilgotności;
- Woda zaczęła spływać po szybie - wzrosła wilgotność.
Stół Assmanna
Stół Assmanna przeznaczony jest do określania wilgotności za pomocą psychrometru.Składa się z dwóch termometrów - zwykłego i jednego z funkcją nawilżania. Wskaźniki mierzone przez drugie urządzenie będą nieco niższe.Wilgotność powietrza określa się za pomocą specjalnej tabeli na podstawie uzyskanych wartości.
Korzystanie z szyszki jodły
Weź zwykłą szyszkę jodły i umieść ją z dala od urządzeń grzewczych. W suchym powietrzu łuski się otworzą, a w wilgotnym mocno się skurczą.
Ogólnie przyjęte standardy
Normy wilgotności w pomieszczeniach zależą od ich przeznaczenia i pory roku. Przestrzeganie zalecanych parametrów zapewni dobry stan zdrowia i nie wpłynie negatywnie na odporność człowieka.
Standardy mieszkania
W przypadku mieszkania wszystkie standardy dotyczące parametrów klimatycznych są określone w GOST 30494-96. Według tego dokumentu wilgotność powietrza w porze zimnej powinna wynosić 30-45%, a w porze ciepłej – 30-60%. Pomimo wskazanych wartości wskaźnik 30% może być słabo odbierany przez organizm ludzki. Dlatego lekarze zalecają utrzymywanie parametrów na poziomie 40-60%, które uważa się za optymalne o każdej porze roku.
Standardy pokoju dziecięcego
Organizm dziecka nie jest w stanie prawidłowo funkcjonować przy niskiej wilgotności powietrza. Prowadzi to do szybkiego wysuszenia błon śluzowych, co może prowadzić do obniżenia odporności miejscowej.
Miejsce pracy
Poziom wilgotności w miejscu pracy zależy od specyfiki pracy. Na przykład dla pracowników biurowych jest to 40-60%.
Jak znormalizować mikroklimat w pomieszczeniu?
Aby mikroklimat w pomieszczeniu był komfortowy do życia, należy zastosować się do następujących wskazówek:
- stosowanie nawilżaczy powietrza. Niezastąpiony w sezonie grzewczym w każdym pomieszczeniu;
- regularna wentylacja;
- zwiększenie liczby roślin domowych;
- dostępność wentylacji wyciągowej. Okap nawiewny dostarczy do pomieszczenia świeże powietrze i normalizuje ilość pary wodnej;
- w niektórych przypadkach zaleca się stosowanie specjalnych osuszaczy wyposażonych w substancje pochłaniające;
- Zabrania się suszenia odzieży w pomieszczeniach mieszkalnych, co negatywnie wpływa na ich mikroklimat.
Wideo: Jak mierzyć wilgotność powietrza
- dom
- Klimatyzatory
Ten samouczek wideo jest dostępny w ramach subskrypcji
Masz już subskrypcję? Wejść
I-17="">Para nasycona, wilgotność powietrza
Dzisiejszą lekcję poświęcimy omówieniu pojęcia wilgotności powietrza i metod jej pomiaru. Głównym zjawiskiem wpływającym na wilgotność powietrza będzie proces parowania wody, o którym mówiliśmy już wcześniej, a najważniejszym pojęciem, jakie będziemy stosować będzie para nasycona i nienasycona.
Jeśli rozróżnimy różne stany pary, to zostaną one określone na podstawie interakcji, w jakiej para znajduje się ze swoją cieczą. Jeśli wyobrazimy sobie, że w zamkniętym naczyniu znajduje się jakaś ciecz i zachodzi proces parowania, to prędzej czy później proces ten dojdzie do stanu, w którym parowanie w równych odstępach czasu zostanie zrekompensowane przez kondensację i tzw. równowagę dynamiczną cieczy. pojawi się ciecz wraz z parą (rys. 1).
Ryż. 1. Para nasycona
Definicja.Para nasycona to para znajdująca się w równowadze termodynamicznej ze swoją cieczą. Jeśli para nie jest nasycona, wówczas nie ma takiej równowagi termodynamicznej (ryc. 2).
Ryż. 2. Para nienasycona
Korzystając z tych dwóch pojęć, opiszemy tak ważną cechę powietrza, jak wilgotność.
Definicja.Wilgotność powietrza– wartość określająca zawartość pary wodnej w powietrzu.
Powstaje pytanie: dlaczego warto wziąć pod uwagę pojęcie wilgotności i w jaki sposób para wodna przedostaje się do powietrza? Wiadomo, że większość powierzchni Ziemi zajmuje woda (Ocean Światowy), z powierzchni której następuje ciągłe parowanie (ryc. 3). Oczywiście w różnych strefach klimatycznych intensywność tego procesu jest różna, co zależy od średniej dobowej temperatury, obecności wiatrów itp. Czynniki te decydują o tym, że w niektórych miejscach proces parowania wody jest intensywniejszy niż jej kondensacja , a w niektórych miejscach jest odwrotnie. Przeciętnie można postawić tezę, że para powstająca w powietrzu nie jest nasycona i należy opisać jej właściwości.
Ryż. 3. Odparowanie cieczy (źródło)
Dla człowieka poziom wilgotności jest bardzo ważnym parametrem środowiskowym, gdyż nasz organizm bardzo aktywnie reaguje na jego zmiany. Na przykład mechanizm regulacji funkcjonowania organizmu, jakim jest pocenie się, jest bezpośrednio powiązany z temperaturą i wilgotnością otoczenia. Przy dużej wilgotności procesy parowania wilgoci z powierzchni skóry są praktycznie kompensowane procesami jej kondensacji i odprowadzanie ciepła z organizmu zostaje zakłócone, co prowadzi do zaburzeń termoregulacji. Przy niskiej wilgotności procesy parowania wilgoci przeważają nad procesami kondensacji i organizm traci zbyt dużo płynów, co może prowadzić do odwodnienia.
Ilość wilgoci ma znaczenie nie tylko dla człowieka i innych organizmów żywych, ale także dla przebiegu procesów technologicznych. Przykładowo, ze względu na znaną właściwość wody do przewodzenia prądu elektrycznego, jej zawartość w powietrzu może poważnie wpłynąć na prawidłowe działanie większości urządzeń elektrycznych.
Ponadto pojęcie wilgotności jest najważniejszym kryterium oceny warunków pogodowych, które każdy zna z prognoz pogody. Warto zauważyć, że jeśli porównamy wilgotność w różnych porach roku w naszych zwykłych warunkach klimatycznych, to jest ona wyższa latem i niższa zimą, co wiąże się w szczególności z intensywnością procesów parowania w różnych temperaturach.
Bezwzględna wilgotność powietrza
Główne cechy wilgotnego powietrza to:
- gęstość pary wodnej w powietrzu;
- wilgotność względna.
Powietrze jest gazem złożonym i zawiera wiele różnych gazów, w tym parę wodną. Aby oszacować jej ilość w powietrzu, należy określić, jaką masę ma para wodna w określonej przydzielonej objętości - wartość tę charakteryzuje gęstość. Nazywa się gęstość pary wodnej w powietrzu wilgotność absolutna.
Definicja.Bezwzględna wilgotność powietrza- ilość wilgoci zawartej w jednym metrze sześciennym powietrza.
Przeznaczeniewilgotność absolutna: (jak zwykle oznacza gęstość).
Jednostkiwilgotność absolutna: img="">
masa pary (wody) w powietrzu, kg (w SI) lub g;
I-19="">Wilgotność względna
Aby opisać takie postrzeganie, wprowadzono następującą wielkość: wilgotność względna.
Definicja.Wilgotność względna– wartość wskazująca, jak daleko para znajduje się od nasycenia.
Oznacza to, że wartość wilgotności względnej w prostych słowach pokazuje, co następuje: jeśli para jest daleka od nasycenia, wówczas wilgotność jest niska, jeśli jest blisko, jest wysoka.
Przeznaczeniewilgotność względna: .
Jednostkiwilgotność względna: %.
Formuła obliczenia wilgotność względna:
Img="" i-20="">Higrometr kondensacyjny
Jak widać ze wzoru, obejmuje ona wilgotność bezwzględną, którą już znamy, oraz gęstość pary nasyconej w tej samej temperaturze. Powstaje pytanie: jak wyznaczyć tę drugą wartość? Są do tego specjalne urządzenia. Rozważymy kondensacjahigrometr(Rys. 4) to urządzenie służące do określenia punktu rosy.
Definicja.Punkt rosy– temperatura, w której para ulega nasyceniu.
Ryż. 4. Higrometr kondensacyjny (źródło)
Do pojemnika urządzenia wlewa się łatwo parującą ciecz, np. eter, wkłada się termometr (6) i za pomocą gruszki (5) przepompowuje się przez pojemnik powietrze. W wyniku wzmożonej cyrkulacji powietrza rozpoczyna się intensywne parowanie eteru, w wyniku czego temperatura pojemnika spada, a na lustrze (4) pojawia się rosa (kropelki skondensowanej pary). W momencie pojawienia się na lustrze rosy, za pomocą termometru mierzy się temperaturę, jest to temperatura punktu rosy.
Co zrobić z uzyskaną wartością temperatury (punktu rosy)? Istnieje specjalna tabela, w której wprowadzane są dane - jaka gęstość nasyconej pary wodnej odpowiada każdemu konkretnemu punktowi rosy. Warto zauważyć przydatny fakt, że wraz ze wzrostem punktu rosy wzrasta również wartość odpowiedniej gęstości pary nasyconej. Innymi słowy, im cieplejsze powietrze, tym większa jest w nim ilość wilgoci i odwrotnie, im zimniejsze jest powietrze, tym niższa jest w nim maksymalna zawartość pary.
Higrometr do włosów
Rozważmy teraz zasadę działania innych typów higrometrów, przyrządów do pomiaru charakterystyki wilgotności (od greckiego hygros - „mokry” i metreo - „mierzę”).
Higrometr do włosów(Rys. 5) to urządzenie do pomiaru wilgotności względnej, w którym włosy, np. ludzkie, pełnią rolę elementu aktywnego.
Ryż. 5. Higrometr do włosów (źródło)
Działanie higrometru do włosów opiera się na właściwości odtłuszczonych włosów, które zmieniają swoją długość pod wpływem zmian wilgotności powietrza (wraz ze wzrostem wilgotności długość włosa wzrasta, wraz ze zmniejszaniem się) co pozwala na pomiar wilgotności względnej. Włosy są naciągnięte na metalową ramę. Zmiana długości włosów przekazywana jest na strzałkę poruszającą się po skali. Należy pamiętać, że higrometr do włosów nie podaje dokładnych wartości wilgotności względnej i służy głównie do celów domowych.
Psychrometr
Wygodniejszym i dokładniejszym urządzeniem do pomiaru wilgotności względnej jest psychrometr (od starożytnego greckiego ψυχρός - „zimny”) (ryc. 6).
Psychrometr składa się z dwóch termometrów umieszczonych na wspólnej skali. Jeden z termometrów nazywany jest termometrem mokrym, ponieważ owinięty jest tkaniną batystową, którą zanurza się w zbiorniku z wodą znajdującym się z tyłu urządzenia. Z mokrej tkaniny paruje woda, co prowadzi do ochłodzenia termometru, proces obniżania jego temperatury trwa aż do osiągnięcia etapu, w którym para w pobliżu mokrej tkaniny osiągnie stan nasycenia i termometr zacznie wskazywać temperaturę punktu rosy. Zatem termometr z mokrym termometrem pokazuje temperaturę mniejszą lub równą rzeczywistej temperaturze otoczenia. Drugi termometr nazywany jest termometrem suchym i pokazuje rzeczywistą temperaturę.
Na korpusie urządzenia z reguły znajduje się także tzw. tablica psychrometryczna (tabela 2). Korzystając z tej tabeli, można określić wilgotność względną otaczającego powietrza na podstawie wartości temperatury wskazywanej przez termometr suchy oraz na podstawie różnicy temperatur pomiędzy termometrem suchym i mokrym.
Jednak nawet bez takiego stołu można w przybliżeniu określić ilość wilgoci, stosując następującą zasadę. Jeśli wskazania obu termometrów są blisko siebie, wówczas parowanie wody z wilgotnego jest prawie całkowicie kompensowane przez kondensację, czyli wilgotność powietrza jest wysoka. Jeśli natomiast różnica wskazań termometru jest duża, wówczas parowanie z mokrej tkaniny przeważa nad kondensacją, a powietrze jest suche, a wilgotność niska.
Tabele charakterystyki wilgotności
Przejdźmy do tabel, które pozwalają nam określić charakterystykę wilgotności powietrza.
Temperatura,
Ciśnienie, mm. rt. Sztuka.
Gęstość pary
Do szklanej kolby wlano odrobinę wody i zamknięto korkiem. Woda stopniowo odparowywała. Pod koniec procesu na ściankach kolby pozostało zaledwie kilka kropel wody. Rysunek przedstawia wykres stężenia w funkcji czasu N cząsteczki pary wodnej wewnątrz kolby. Które stwierdzenie można uznać za poprawne?
o 1) w dziale 1 para jest nasycona, a w dziale 2 – nienasycona
o 2) w dziale 1 para jest nienasycona, a w dziale 2 – para nasycona
o 3) w obu obszarach para jest nasycona
2. Zadanie nr D3360E
Wilgotność względna w zamkniętym naczyniu wynosi 60%. Jaka będzie wilgotność względna, jeśli objętość naczynia w stałej temperaturze zmniejszy się 1,5 razy?
5. Zadanie nr 4aa3e9
Wilgotność względna w pomieszczeniu przy temperaturze 20°C
równa 70%. Korzystając z tabeli ciśnienia pary wodnej nasyconej, określ ciśnienie pary wodnej w pomieszczeniu.
o 1) 21,1 mm Hg. Sztuka.
o 2) 25 mm Hg. Sztuka.
o 3) 17,5 mmHg. Sztuka.
o 4) 12,25 mm Hg. Sztuka.
32. Zadanie nr e430b9
Wilgotność względna w pomieszczeniu przy temperaturze 20°C wynosi 70%. Korzystając z tabeli gęstości nasyconej pary wodnej, określ masę wody w metrze sześciennym pomieszczenia.
o 3)1,73⋅10 -2 kg
o 4)1,21⋅10 -2 kg
33. Zadanie nr DFF058
Na rysunku znajdują się obrazy: linia przerywana - wykres ciśnienia pary nasyconej wody od temperatury oraz linia ciągła - proces 1-2 ze względu na zmianę ciśnienia pary wodnej w wodzie.
Wraz ze zmianą ciśnienia pary wodnej zmienia się wilgotność bezwzględna powietrza
1) zwiększyć
2) maleje
3) nie ode mnie
4) może wzrosnąć lub zmniejszyć
34. Zadanie nr e430b9
Aby określić wilgotność względną powietrza, używają różnicy między termometrem suchym i wilgotnym (patrz ri-su-nok). Korzystając z podanego ri-sun-ka oraz tablicy psi-chrom-met-ri-che-określ, jaka temperatura (w miastach Cel-sia) nazywana jest termometrem suchym, jeżeli wilgotność względna powietrza w pomieszczeniu wynosi -NII 60 %.
35. Zadanie nr DFF034
W su-de, pod tłokiem, znajduje się para nienasycona. Można to ponownie związać,
1) iso-bar-ale-wysoka-temperatura-pe-ra-tu-ru
2) dodanie kolejnego gazu do naczynia
3) zwiększyć ilość pary
4) zmniejszenie ilości pary
36. Zadanie nr 9C5165
Wilgotność względna w pomieszczeniu wynosi 40%. Jak pracować bez koncentracji N mo-le-kul wody w powietrzu pomieszczenia i stężenie mo-le-kul wody w nasyconej parze wodnej w tej samej temperaturze per-ra-tu-re?
1) n jest 2,5 razy mniejsze
2) n jest 2,5 razy większe
3) n jest o 40% mniejsze
4) n 40% więcej
37. Zadanie nr DFF058
Wilgotność względna powietrza w cylindrze pod tłokiem wynosi 60%. Powietrze iso-ter-mi-che-ski zostało sprężone, zmniejszając jego objętość o połowę. Powstała wysoka wilgotność powietrza
38. Zadanie nr 1BE1AA
W zamkniętym qi-lin-dri-che-sky so-su-de panuje wilgotne powietrze o temperaturze 100°C. Abyście mieli rosę na ścianach tego co-su-da, objętość co-su-da wynosi 25 raz. Jakie jest przybliżenie początkowej wilgotności bezwzględnej powietrza w regionie Co-Su-de? Odpowiedź podaje się w g/m 3, w zaokrągleniu do liczb całkowitych.
39. Zadanie nr 0B1D50
Woda i jej para wodna przez długi czas przetrzymywane są w cylindrycznym naczyniu pod tłokiem. Tłok zaczyna się wysuwać z naczynia. Jednocześnie temperatura wody i pary pozostaje niezmieniona. Jak zmieni się masa cieczy w naczyniu? Uzasadnij swoją odpowiedź, wskazując, jakie prawa fizyczne wykorzystałeś do wyjaśnienia
40. Zadanie nr C32A09
Woda i jej para wodna przez długi czas przetrzymywane są w cylindrycznym naczyniu pod tłokiem. Tłok zaczyna być wciskany do naczynia. Jednocześnie temperatura wody i pary pozostaje niezmieniona. Jak zmieni się masa cieczy w naczyniu? Uzasadnij swoją odpowiedź, wskazując, jakie prawa fizyczne wykorzystałeś do wyjaśnienia.
41. Zadanie nr AB4432
W doświadczeniu ilustrującym zależność temperatury wrzenia od ciśnienia powietrza (rys. A ), wrzenie wody pod dzwonem pompy powietrza następuje już w temperaturze pokojowej, jeśli ciśnienie jest wystarczająco niskie.
Korzystanie z wykresu ciśnienia para nasycona na temperaturę (ryc. B ), wskaż, jakie ciśnienie powietrza należy wytworzyć pod dzwonem pompy, aby woda wrzała w temperaturze 40°C. Uzasadnij swoją odpowiedź, wskazując, jakie zjawiska i wzorce wykorzystałeś do wyjaśnienia.
(A) | (B) |
42. Zadanie nr E6295D
Wilgotność względna powietrza o godz T= 36 o C wynosi 80%. Prężność pary nasyconej w tej temperaturze P n = 5945 Pa. Jaka masa pary wodnej znajduje się w 1 m 3 tego powietrza?
43. Zadanie nr 9C5165
Mężczyzna w okularach wszedł z ulicy do ciepłego pokoju i odkrył, że jego okulary zaparowały. Jaka musi być temperatura zewnętrzna, aby wystąpiło to zjawisko? Temperatura w pomieszczeniu wynosi 22°C, a wilgotność względna wynosi 50%. Wyjaśnij, w jaki sposób uzyskałeś odpowiedź. (Aby odpowiedzieć na to pytanie, zapoznaj się z tabelą dotyczącą ciśnienia pary wodnej.)
44. Zadanie nr E6295D
W zamkniętym pomieszczeniu znajduje się para i pewna ilość wody. Jak zmieniają się trzy wielkości przy izotermicznym zmniejszaniu się objętości: dając -le-nie in co-su-de, masa wody, masa pary? Dla każdego ve-li-chi-ny definicja co-from-ve-st-st-yu-sha-sha-rak-ter from-me-not:
1) wzrośnie;
2) zmniejszenie;
3) nie ode mnie.
Zapisz wybrane liczby dla każdego rozmiaru fizycznego w tabeli. Liczby w tekście mogą się powtarzać.
45. Zadanie nr 8BE996
Wilgotność bezwzględna powietrza w qi-lin-dri-che-su-de-su-de pod tłokiem jest równa . Temperatura gazu w ko-su-de wynosi 100°C. Jak i ile razy iso-ter-mi-che-ski musi zmienić objętość co-su-da, aby utworzyła się ona na ściankach. Czy była rosa?
1) zmniejsz szycie 2 razy 2) zwiększ szycie 20 razy
3) zmniejsz szycie 20 razy 4) zwiększ szycie 2 razy
46. Zadanie nr 8BE999
W ex-pe-ri-men ustalono, że w tym samym czasie powietrze znajduje się w pomieszczeniu na ścianie st-ka-na z zimną wodą następuje kondensacja pary wodnej z powietrza, jeśli obniżyć temperaturę do. Na podstawie wyników tych doświadczeń określa się wilgotność powietrza. Aby podjąć decyzję, skorzystaj z tabeli. Czy wilgotność względna zmienia się wraz ze wzrostem temperatury powietrza w pomieszczeniu, jeśli kondensacja pary wodnej z powietrza będzie miała tę samą temperaturę? Ciśnienie i gęstość nasyconej pary wodnej w różnych temperaturach w płycie czołowej:
7,7 | 8,8 | 10,0 | 10,7 | 11,4 | 12,11 | 12,8 | 13,6 | 16,3 | 18,4 | 20,6 | 23,0 | 25,8 | 28,7 | 51,2 | 130,5 |
Za to zadanie możesz zdobyć 1 punkt na egzaminie Unified State Exam w 2020 roku
Zadanie 10 Unified State Exam z fizyki poświęcone jest równowadze termicznej i wszystkim, co jest z nią związane. Bilety są tak skonstruowane, że około połowa z nich zawiera pytania dotyczące wilgotności (typowym przykładem takiego problemu jest „Ile razy wzrosło stężenie cząsteczek pary, jeśli objętość pary zmniejszono izotermicznie o połowę”), reszta dotyczą pojemności cieplnej substancji. Pytania dotyczące pojemności cieplnej prawie zawsze zawierają wykres, który należy najpierw przestudiować, aby poprawnie odpowiedzieć na pytanie.
Zadanie 10 jednolitego egzaminu państwowego z fizyki zwykle sprawia uczniom trudności, z wyjątkiem kilku opcji poświęconych określaniu wilgotności względnej powietrza za pomocą tablic psychrometrycznych. Najczęściej uczniowie zaczynają wykonywać zadania od tego pytania, którego rozwiązanie zwykle zajmuje jedną lub dwie minuty. Jeśli student otrzyma bilet z właśnie tego typu zadaniem nr 10 Jednolitego Egzaminu Państwowego z Fizyki, cały sprawdzian będzie znacznie łatwiejszy, gdyż czas na jego rozwiązanie jest ograniczony do określonej liczby minut.
Na tej lekcji wprowadzone zostanie pojęcie wilgotności bezwzględnej i względnej powietrza, omówione zostaną terminy i wielkości związane z tymi pojęciami: para nasycona, punkt rosy, przyrządy do pomiaru wilgotności. Na lekcji zapoznamy się z tablicami gęstości i prężności pary nasyconej oraz tablicą psychrometryczną.
Dla człowieka poziom wilgotności jest bardzo ważnym parametrem środowiskowym, gdyż nasz organizm bardzo aktywnie reaguje na jego zmiany. Na przykład mechanizm regulacji funkcjonowania organizmu, jakim jest pocenie się, jest bezpośrednio powiązany z temperaturą i wilgotnością otoczenia. Przy dużej wilgotności procesy parowania wilgoci z powierzchni skóry są praktycznie kompensowane procesami jej kondensacji i odprowadzanie ciepła z organizmu zostaje zakłócone, co prowadzi do zaburzeń termoregulacji. Przy niskiej wilgotności procesy parowania wilgoci przeważają nad procesami kondensacji i organizm traci zbyt dużo płynów, co może prowadzić do odwodnienia.
Ilość wilgoci ma znaczenie nie tylko dla człowieka i innych organizmów żywych, ale także dla przebiegu procesów technologicznych. Przykładowo, ze względu na znaną właściwość wody do przewodzenia prądu elektrycznego, jej zawartość w powietrzu może poważnie wpłynąć na prawidłowe działanie większości urządzeń elektrycznych.
Ponadto pojęcie wilgotności jest najważniejszym kryterium oceny warunków pogodowych, które każdy zna z prognoz pogody. Warto zauważyć, że jeśli porównamy wilgotność w różnych porach roku w naszych zwykłych warunkach klimatycznych, to jest ona wyższa latem i niższa zimą, co wiąże się w szczególności z intensywnością procesów parowania w różnych temperaturach.
Główne cechy wilgotnego powietrza to:
- gęstość pary wodnej w powietrzu;
- wilgotność względna.
Powietrze jest gazem złożonym i zawiera wiele różnych gazów, w tym parę wodną. Aby oszacować jej ilość w powietrzu, należy określić, jaką masę ma para wodna w określonej przydzielonej objętości - wartość tę charakteryzuje gęstość. Nazywa się gęstość pary wodnej w powietrzu wilgotność absolutna.
Definicja.Bezwzględna wilgotność powietrza- ilość wilgoci zawartej w jednym metrze sześciennym powietrza.
Przeznaczeniewilgotność absolutna: (jak zwykle oznacza gęstość).
Jednostkiwilgotność absolutna: (w SI) lub (dla wygody pomiaru małych ilości pary wodnej w powietrzu).
Formuła obliczenia wilgotność absolutna:
Oznaczenia:
Masa pary (wody) w powietrzu, kg (w SI) lub g;
Objętość powietrza zawierająca wskazaną masę pary wynosi .
Z jednej strony bezwzględna wilgotność powietrza jest wartością zrozumiałą i wygodną, ponieważ daje wyobrażenie o określonej masowej zawartości wody w powietrzu, z drugiej strony jest to wartość niewygodna z punktu widzenia podatności wilgoci przez organizmy żywe. Okazuje się, że człowiek np. nie odczuwa masowej zawartości wody w powietrzu, a raczej jej zawartość w stosunku do maksymalnej możliwej wartości.
Aby opisać takie postrzeganie, wprowadzono następującą wielkość: wilgotność względna.
Definicja.Wilgotność względna– wartość wskazująca, jak daleko para znajduje się od nasycenia.
Oznacza to, że wartość wilgotności względnej w prostych słowach pokazuje, co następuje: jeśli para jest daleka od nasycenia, wówczas wilgotność jest niska, jeśli jest blisko, jest wysoka.
Przeznaczeniewilgotność względna: .
Jednostkiwilgotność względna: %.
Formuła obliczenia wilgotność względna:
Oznaczenia:
Gęstość pary wodnej (wilgotność bezwzględna) (w SI) lub ;
Gęstość nasyconej pary wodnej w danej temperaturze (w SI) lub.
Jak widać ze wzoru, obejmuje ona wilgotność bezwzględną, którą już znamy, oraz gęstość pary nasyconej w tej samej temperaturze. Powstaje pytanie: jak wyznaczyć tę drugą wartość? Są do tego specjalne urządzenia. Rozważymy kondensacjahigrometr(Rys. 4) - urządzenie służące do określenia punktu rosy.
Definicja.Punkt rosy- temperatura, w której para ulega nasyceniu.
Ryż. 4. Higrometr kondensacyjny ()
Do pojemnika urządzenia wlewa się łatwo parującą ciecz, np. eter, wkłada się termometr (6) i za pomocą gruszki (5) przepompowuje się przez pojemnik powietrze. W wyniku wzmożonej cyrkulacji powietrza rozpoczyna się intensywne parowanie eteru, w wyniku czego temperatura pojemnika spada, a na lustrze (4) pojawia się rosa (kropelki skondensowanej pary). W momencie pojawienia się na lustrze rosy, za pomocą termometru mierzy się temperaturę, jest to temperatura punktu rosy.
Co zrobić z uzyskaną wartością temperatury (punktu rosy)? Istnieje specjalna tabela, w której wprowadzane są dane - jaka gęstość nasyconej pary wodnej odpowiada każdemu konkretnemu punktowi rosy. Warto zauważyć przydatny fakt, że wraz ze wzrostem punktu rosy wzrasta również wartość odpowiedniej gęstości pary nasyconej. Innymi słowy, im cieplejsze powietrze, tym większa jest w nim ilość wilgoci i odwrotnie, im zimniejsze jest powietrze, tym niższa jest w nim maksymalna zawartość pary.
Rozważmy teraz zasadę działania innych typów higrometrów, urządzeń do pomiaru charakterystyki wilgotności (od greckiego hygros - „mokry” i metreo - „mierzę”).
Higrometr do włosów(ryc. 5) – urządzenie do pomiaru wilgotności względnej, w którym elementem aktywnym są włosy, np. ludzkie.
Działanie higrometru do włosów opiera się na właściwości odtłuszczonych włosów, które zmieniają swoją długość pod wpływem zmian wilgotności powietrza (wraz ze wzrostem wilgotności długość włosa wzrasta, wraz ze zmniejszaniem się) co pozwala na pomiar wilgotności względnej. Włosy są naciągnięte na metalową ramę. Zmiana długości włosów przekazywana jest na strzałkę poruszającą się po skali. Należy pamiętać, że higrometr do włosów nie podaje dokładnych wartości wilgotności względnej i służy głównie do celów domowych.
Wygodniejszym i dokładniejszym urządzeniem do pomiaru wilgotności względnej jest psychrometr (od starożytnego greckiego ψυχρός - „zimny”) (ryc. 6).
Psychrometr składa się z dwóch termometrów umieszczonych na wspólnej skali. Jeden z termometrów nazywany jest termometrem mokrym, ponieważ owinięty jest tkaniną batystową, którą zanurza się w zbiorniku z wodą znajdującym się z tyłu urządzenia. Z mokrej tkaniny paruje woda, co prowadzi do ochłodzenia termometru, proces obniżania jego temperatury trwa aż do osiągnięcia etapu, w którym para w pobliżu mokrej tkaniny osiągnie stan nasycenia i termometr zacznie wskazywać temperaturę punktu rosy. Zatem termometr z mokrym termometrem pokazuje temperaturę mniejszą lub równą rzeczywistej temperaturze otoczenia. Drugi termometr nazywany jest termometrem suchym i pokazuje rzeczywistą temperaturę.
Na korpusie urządzenia z reguły znajduje się także tzw. tablica psychrometryczna (tabela 2). Korzystając z tej tabeli, można określić wilgotność względną otaczającego powietrza na podstawie wartości temperatury wskazywanej przez termometr suchy oraz na podstawie różnicy temperatur pomiędzy termometrem suchym i mokrym.
Jednak nawet bez takiego stołu można w przybliżeniu określić ilość wilgoci, stosując następującą zasadę. Jeśli wskazania obu termometrów są blisko siebie, wówczas parowanie wody z wilgotnego jest prawie całkowicie kompensowane przez kondensację, czyli wilgotność powietrza jest wysoka. Jeśli natomiast różnica wskazań termometru jest duża, wówczas parowanie z mokrej tkaniny przeważa nad kondensacją, a powietrze jest suche, a wilgotność niska.
Przejdźmy do tabel, które pozwalają nam określić charakterystykę wilgotności powietrza.
Temperatura, |
Ciśnienie, mm. rt. Sztuka. |
Gęstość pary |
Tabela 1. Gęstość i ciśnienie nasyconej pary wodnej
Jeszcze raz zauważmy, że jak już wspomnieliśmy, wartość gęstości pary nasyconej rośnie wraz z jej temperaturą, to samo dotyczy ciśnienia pary nasyconej.
Tabela 2. Tabela psychometryczna
Przypomnijmy, że wilgotność względną określa się na podstawie wartości wskazań termometru suchego (pierwsza kolumna) oraz różnicy pomiędzy odczytami suchego i mokrego (pierwszy rząd).
Na dzisiejszej lekcji poznaliśmy ważną cechę powietrza - jego wilgotność. Jak już powiedzieliśmy, wilgotność spada w porze zimnej (zima) i wzrasta w porze ciepłej (lato). Ważne jest, aby móc te zjawiska regulować, np. w przypadku konieczności zwiększenia wilgotności, zimą umieścić w pomieszczeniu kilka zbiorników z wodą, aby przyspieszyć procesy parowania, jednak metoda ta będzie skuteczna tylko przy odpowiedniej temperaturze, który jest wyższy niż na zewnątrz.
W następnej lekcji przyjrzymy się, czym jest praca na gazie i zasada działania silnika spalinowego.
Bibliografia
- Gendenshtein L.E., Kaidalov A.B., Kozhevnikov V.B. / wyd. Orlova V.A., Roizena I.I. Fizyka 8. - M.: Mnemosyne.
- Peryszkin A.V. Fizyka 8. - M.: Drop, 2010.
- Fadeeva A.A., Zasov A.V., Kiselev D.F. Fizyka 8. - M.: Oświecenie.
- Portal internetowy „dic.academic.ru” ()
- Portal internetowy „baroma.ru” ()
- Portal internetowy „femto.com.ua” ()
- Portal internetowy „youtube.com” ()
Praca domowa
« Fizyka – klasa 10”
Rozwiązując problemy, należy pamiętać, że ciśnienie i gęstość pary nasyconej nie zależą od jej objętości, ale zależą jedynie od temperatury. Równanie stanu gazu doskonałego ma w przybliżeniu zastosowanie do opisu pary nasyconej. Ale gdy para nasycona jest sprężana lub podgrzewana, jej masa nie pozostaje stała.
Rozwiązując niektóre problemy, możesz potrzebować wartości ciśnienia pary nasyconej w określonych temperaturach. Dane te należy pobrać z tabeli.
Zadanie 1.
Zamknięte naczynie o objętości V 1 = 0,5 m 3 zawiera wodę o masie m = 0,5 kg. Naczynie ogrzano do temperatury t = 147°C. O ile należy zmienić objętość naczynia, aby znajdowała się w nim wyłącznie para nasycona? Prężność pary nasyconej pH. n w temperaturze t = 147 °C wynosi 4,7 · 10 · 5 Pa.
Rozwiązanie.
Para nasycona o ciśnieniu pH. n zajmuje objętość równą gdzie M = 0,018 kg/mol jest masą molową wody. Objętość naczynia wynosi V 1 > V, co oznacza, że para nie jest nasycona. Aby para uległa nasyceniu należy zmniejszyć objętość naczynia o
Zadanie 2.
Wilgotność względna powietrza w naczyniu zamkniętym w temperaturze t 1 = 5 °C wynosi φ 1 = 84%, a w temperaturze t 2 = 22 °C wynosi φ 2 = 30%. Ile razy ciśnienie pary nasyconej wody w temperaturze t 2 jest większe niż w temperaturze t 1?
Rozwiązanie.
Ciśnienie pary wodnej w naczyniu przy T 1 = 278 K wynosi gdzie p.n. n1 - prężność pary nasyconej w temperaturze T1. W temperaturze T2 = 295 K ciśnienie
Ponieważ objętość jest stała, to zgodnie z prawem Charlesa
Stąd
Zadanie 3.
W pomieszczeniu o kubaturze 40 m 3 temperatura powietrza wynosi 20°C, wilgotność względna φ 1 = 20%. Ile wody należy odparować, aby wilgotność względna φ 2 osiągnęła 50%? Wiadomo, że w temperaturze 20°C ciśnienie pary nasyconej рнп = 2330 Pa.
Rozwiązanie.
Wilgotność względna stąd
Prężność pary przy wilgotności względnej φ 1 i φ 2
![](https://i1.wp.com/class-fizika.ru/images/10_11_class/10/4/71.9.jpg)
Gęstość jest powiązana z ciśnieniem równaniem ρ = Mp/RT, skąd
![](https://i0.wp.com/class-fizika.ru/images/10_11_class/10/4/71.10.jpg)
Masy wody w pomieszczeniu o wilgotności φ 1 i φ 2
Masa wody do odparowania:
Zadanie 4.
W pomieszczeniu z zamkniętymi oknami, w temperaturze 15°C, wilgotność względna φ = 10%. Jaka będzie wilgotność względna powietrza, jeśli temperatura w pomieszczeniu wzrośnie o 10°C? Prężność pary nasyconej przy pH 15°C. p1 = 12,8 mm Hg. Art. i przy 25°C pH p2 = 23,8 mm Hg. Sztuka.
Ponieważ para jest nienasycona, ciśnienie cząstkowe pary zmienia się zgodnie z prawem Charlesa p 1 /T 1 = p 2 /T 2. Z tego równania można określić ciśnienie pary nienasyconej p 2 w T 2: p 2 = p 1 T 2 / T 1. Wilgotność względna w T 1 jest równa.
- Najciekawsze zagadki o postaciach z bajek Odgadnij bajki, zagadki na podstawie ich cytatów
- Czytanie online książki koza-dereza koza-dereza Skrzydlaty, kudłaty i tłusty - rosyjska opowieść ludowa
- Rosyjska opowieść ludowa „Zimowa chata zwierząt” Kto zbudował chatę w bajce „Zimowa chata”
- Nieznane fakty z podróży Magellana Odnaleziono poszukiwaną cieśninę