Tabela wilgotności powietrza w różnych temperaturach. Oznaczanie wilgotności powietrza
Jedną z najważniejszych cech sprężonego powietrza wykorzystywanego w przemyśle, przemyśle spożywczym, medycynie i innych gałęziach przemysłu jest wilgotność. W artykule zdefiniowano pojęcie „wilgotności powietrza”, podano tabele służące do wyznaczania punktu rosy w zależności od temperatury i wilgotności względnej, wartości ciśnienia pary nasyconej nad powierzchnią wody i lodu, wartości wilgotności bezwzględnej. A także tabela współczynników korygujących do przeliczenia wilgotności względnej powietrza nasyconego względem wody na wilgotność względną powietrza nasyconego względem lodu.
Najbardziej ogólna definicja to: wilgotność jest miarą charakteryzującą zawartość pary wodnej w powietrzu (lub innym gazie). Definicja ta oczywiście nie udaje, że jest „naukowa”, ale podaje fizyczne pojęcie wilgotności.
Aby określić ilościowo „wilgotność” gazów, najczęściej stosuje się następujące cechy:
- ciśnienie cząstkowe pary wodnej (p)- ciśnienie, jakie miałaby para wodna zawarta w powietrzu atmosferycznym lub sprężonym, gdyby sama zajmowała objętość równą objętości powietrza o tej samej temperaturze. Ciśnienie całkowite mieszaniny gazów jest równe sumie ciśnień cząstkowych poszczególnych składników tej mieszaniny .
- wilgotność względna- definiuje się jako stosunek rzeczywistej wilgotności powietrza do jego maksymalnej możliwej wilgotności, tj. wilgotność względna pokazuje, ile wilgoci jeszcze brakuje, aby w danych warunkach środowiskowych mogła rozpocząć się kondensacja. Bardziej „naukowe” sformułowanie jest następujące: wilgotność względna to wartość zdefiniowana jako stosunek ciśnienia cząstkowego pary wodnej (p) do ciśnienia pary nasyconej w danej temperaturze, wyrażony w procentach.
- temperatura punktu rosy(szron) definiuje się jako temperaturę, w której ciśnienie cząstkowe pary nasyconej względem wody (lodu) jest równe ciśnieniu cząstkowemu pary wodnej w scharakteryzowanym gazie. Oznacza to, że jest to temperatura, w której rozpoczyna się proces kondensacji wilgoci. Praktyczne znaczenie punktu rosy polega na tym, że pokazuje maksymalną ilość wilgoci, jaką może zawierać powietrze w danej temperaturze. Rzeczywiście rzeczywista ilość wody, jaką można zatrzymać w stałej objętości powietrza, zależy tylko od temperatury. Pojęcie punktu rosy jest najwygodniejszym parametrem technicznym. Znając wartość punktu rosy, możemy śmiało powiedzieć, że ilość wilgoci w danej objętości powietrza nie przekroczy określonej wartości.
- wilgotność absolutna, zdefiniowany jako masowa zawartość wody na jednostkę objętości gazu. jest to wielkość pokazująca, ile pary wodnej znajduje się w danej objętości powietrza, jest to pojęcie najbardziej ogólne, wyrażane jest w g/m3. Przy bardzo niskiej wilgotności gazu parametr taki jak zawartość wilgoci, którego jednostką miary jest ppm (części na milion - części na milion). Jest to wartość bezwzględna charakteryzująca liczbę cząsteczek wody na milion cząsteczek całej mieszaniny. Nie zależy to od temperatury ani ciśnienia. Jest to zrozumiałe; liczba cząsteczek wody nie może rosnąć ani zmniejszać się wraz ze zmianami ciśnienia i temperatury.
Zależności prężności pary nasyconej nad płaską powierzchnią wody i lodu od temperatury, otrzymane teoretycznie na podstawie równania Clausiusa-Clapeyrona i zweryfikowane danymi eksperymentalnymi wielu badaczy, są zalecane do praktyki meteorologicznej przez Światową Organizację Meteorologiczną (WMO):
ln p sw =-6094,4692T -1 +21,1249952-0,027245552 T+0,000016853396T 2 +2,4575506 lnT
ln p si = -5504,4088T -1 - 3,5704628-0,017337458T+ 0,0000065204209T 2 + 6,1295027 lnT,
gdzie p sw to prężność pary nasyconej nad płaską powierzchnią wody (Pa);
p si – ciśnienie pary nasyconej nad płaską powierzchnią lodu (Pa);
T - temperatura (K).
Podane wzory obowiązują dla temperatur od 0 do 100°C (dla psw) i od -0 do -100°C (dla p si). Jednocześnie WMO zaleca pierwszy wzór na temperatury ujemne dla wody przechłodzonej (do -50°C).
Oczywiście formuły te są dość kłopotliwe i niewygodne w pracy praktycznej, dlatego w obliczeniach znacznie wygodniej jest korzystać z gotowych danych zestawionych w specjalnych tabelach. Poniżej znajdują się niektóre z tych tabel.
Tabela 1. Definicje punktu rosy w zależności od temperatury i wilgotności względnej
Temperatura powietrza | Wilgotność względna | |||||||||||||
30% | 35% | 40% | 45% | 50% | 55% | 60%& | 65% | 70% | 75% | 80% | 85% | 90% | 95% | |
-10°С | ;-23,2 | -21,8 | -20,4 | -19,0 | -17,8 | -16,7 | -15,8 | -14,9 | -14,1 | -13,3 | -12,6 | -11,9 | -10,6 | -10,0 |
-5°C | -18,9 | -17,2 | -15,8 | -14,5 | -13,3 | -11,9 | -10,9 | -10,2 | -9,3 | -8,8 | -8,1 | -7,7 | -6,5 | -5,8 |
0°С | -14,5 | -12,8 | -11,3 | -9,9 | -8,7 | -7,5 | -6,2 | -5,3 | -4,4 | -3,5 | -2,8 | -2 | -1,3 | -0,7 |
+2°С | -12,8 | -11,0 | -9,5 | -8,1 | -6,8 | -5,8 | -4,7 | -3,6 | -2,6 | -1,7 | -1 | -0,2 | -0,6 | +1,3 |
+4°С | -11,3 | -9,5 | -7,9 | -6,5 | -4,9 | -4,0 | -3,0 | -1,9 | -1,0 | +0,0 | +0,8 | +1,6 | +2,4 | +3,2 |
+5°С | -10,5 | -8,7 | -7,3 | -5,7 | -4,3 | -3,3 | -2,2 | -1,1 | -0,1 | +0,7 | +1,6 | +2,5 | +3,3 | +4,1 |
+6°С | -9,5 | -7,7 | -6,0 | -4,5 | -3,3 | -2,3 | -1,1 | -0,1 | +0,8 | +1,8 | +2,7 | +3,6 | +4,5 | +5,3 |
+7°С | -9,0 | -7,2 | -5,5 | -4,0 | -2,8 | -1,5 | -0,5 | +0,7 | +1,6 | +2,5 | +3,4 | +4,3 | +5,2 | +6,1 |
+8°С | -8,2 | -6,3 | -4,7 | -3,3 | -2,1 | -0,9 | +0,3 | +1,3 | +2,3 | +3,4 | +4,5 | +5,4 | +6,2 | +7,1 |
+9°С | -7,5 | -5,5 | -3,9 | -2,5 | -1,2 | +0,0 | +1,2 | +2,4 | +3,4 | +4,5 | +5,5 | +6,4 | +7,3 | +8,2 |
+10°С | -6,7 | -5,2 | -3,2 | -1,7 | -0,3 | +0,8 | +2,2 | +3,2 | +4,4 | +5,5 | +6,4 | +7,3 | +8,2 | +9,1 |
+11°С | -6,0 | -4,0 | -2,4 | -0,9 | +0,5 | +1,8 | +3,0 | +4,2 | +5,3 | +6,3 | +7,4 | +8,3 | +9,2 | +10,1 |
+12°С | -4,9 | -3,3 | -1,6 | -0,1 | +1,6 | +2,8 | +4,1 | +5,2 | +6,3 | +7,5 | +8,6 | +9,5 | +10,4 | +11,7 |
+13°С | -4,3 | -2,5 | -0,7 | +0,7 | +2,2 | +3,6 | +5,2 | +6,4 | +7,5 | +8,4 | +9,5 | +10,5 | +11,5 | +12,3 |
+14°С | -3,7 | -1,7 | -0,0 | +1,5 | +3,0 | +4,5 | +5,8 | +7,0 | +8,2 | +9,3 | +10,3 | +11,2 | +12,1 | +13,1 |
+15°С | -2,9 | -1,0 | +0,8 | +2,4 | +4,0 | +5,5 | +6,7 | +8,0 | +9,2 | +10,2 | +11,2 | +12,2 | +13,1 | +14,1 |
+16°С | -2,1 | -0,1 | +1,5 | +3,2 | +5,0 | +6,3 | +7,6 | +9,0 | +10,2 | +11,3 | +12,2 | +13,2 | +14,2 | +15,1 |
+17°С | -1,3 | +0,6 | +2,5 | +4,3 | +5,9 | +7,2 | +8,8 | +10,0 | +11,2 | +12,2 | +13,5 | +14,3 | +15,2 | +16,6 |
+18°С | -0,5 | +1,5 | +3,2 | +5,3 | +6,8 | +8,2 | +9,6 | +11,0 | +12,2 | +13,2 | +14,2 | +15,3 | +16,2 | +17,1 |
+19°С | +0,3 | +2,2 | +4,2 | +6,0 | +7,7 | +9,2 | +10,5 | +11,7 | +13,0 | +14,2 | +15,2 | +16,3 | +17,2 | +18,1 |
+20°С | +1,0 | +3,1 | +5,2 | +7,0 | +8,7 | +10,2 | +11,5 | +12,8 | +14,0 | +15,2 | +16,2 | +17,2 | +18,1 | +19,1 |
+21°С | +1,8 | +4,0 | +6,0 | +7,9 | +9,5 | +11,1 | +12,4 | +13,5 | +15,0 | +16,2 | +17,2 | +18,1 | +19,1 | +20,0 |
+22°С | +2,5 | +5,0 | +6,9 | +8,8 | +10,5 | +11,9 | +13,5 | +14,8 | +16,0 | +17,0 | +18,0 | +19,0 | +20,0 | +21,0 |
+23°С | +3,5 | +5,7 | +7,8 | +9,8 | +11,5 | +12,9 | +14,3 | +15,7 | +16,9 | +18,1 | +19,1 | +20,0 | +21,0 | +22,0 |
+24°С | +4,3 | +6,7 | +8,8 | +10,8 | +12,3 | +13,8 | +15,3 | +16,5 | +17,8 | +19,0 | +20,1 | +21,1 | +22,0 | +23,0 |
+25°С | +5,2 | +7,5 | +9,7 | +11,5 | +13,1 | +14,7 | +16,2 | +17,5 | +18,8 | +20,0 | +21,1 | +22,1 | +23,0 | +24,0 |
+26°С | +6,0 | +8,5 | +10,6 | +12,4 | +14,2 | +15,8 | +17,2 | +18,5 | +19,8 | +21,0 | +22,2 | +23,1 | +24,1 | +25,1 |
+27°С | +6,9 | +9,5 | +11,4 | +13,3 | +15,2 | +16,5 | +18,1 | +19,5 | +20,7 | +21,9 | +23,1 | +24,1 | +25,0 | +26,1 |
+28°С | +7,7 | +10,2 | +12,2 | +14,2 | +16,0 | +17,5 | +19,0 | +20,5 | +21,7 | +22,8 | +24,0 | +25,1 | +26,1 | +27,0 |
+29°С | +8,7 | +11,1 | +13,1 | +15,1 | +16,8 | +18,5 | +19,9 | +21,3 | +22,5 | +24,1 | +25,0 | +26,0 | +27,0 | +28,0 |
+30°С | +9,5 | +11,8 | +13,9 | +16,0 | +17,7 | +19,7 | +21,3 | +22,5 | +23,8 | +25,0 | +26,1 | +27,1 | +28,1 | +29,0 |
+32°С | +11,2 | +13,8 | +16,0 | +17,9 | +19,7 | +21,4 | +22,8 | +24,3 | +25,6 | +26,7 | +28,0 | +29,2 | +30,2 | +31,1 |
+34°С | +12,5 | +15,2 | +17,2 | +19,2 | +21,4 | +22,8 | +24,2 | +25,7 | +27,0 | +28,3 | +29,4 | +31,1 | +31,9 | +33,0 |
+36°С | +14,6 | +17,1 | +19,4 | +21,5 | +23,2 | +25,0 | +26,3 | +28,0 | +29,3 | +30,7 | +31,8 | +32,8 | +34,0 | +35,1 |
+38°С | +16,3 | +18,8 | +21,3 | +23,4 | +25,1 | +26,7 | +28,3 | +29,9 | +31,2 | +32,3 | +33,5 | +34,6 | +35,7 | +36,9 |
+40°С | +17,9 | +20,6 | + 22,6 | +25,0 | +26,9 | +28,7 | +30,3 | +31,7 | +33,0 | +34,3 | +35,6 | +36,8 | +38,0 | +39,0 |
Tabela 2. Wartości prężności pary nasyconej nad płaską powierzchnią wody (p sw) i lodu (ps si).
T, °C | psw, Pa | psi, Pa | T, °C | psw, Pa | psi, Pa | T, °C | psw, Pa | psi, Pa |
-50 | 6,453 | 3,924 | -33 | 38,38 | 27,65 | -16 | 176,37 | 150,58 |
-49 | 7,225 | 4,438 | -32 | 42,26 | 30,76 | -15 | 191,59 | 165,22 |
-48 | 8,082 | 5,013 | -31 | 46,50 | 34,18 | -14 | 207,98 | 181,14 |
-47 | 9,030 | 5,657 | -30 | 51,11 | 37,94 | -13 | 225,61 | 198,45 |
-46 | 10,08 | 6,38 | -29 | 56,13 | 42,09 | -12 | 244,56 | 217,27 |
-45 | 11,24 | 7,18 | -28 | 61,59 | 46,65 | -11 | 264,93 | 237,71 |
-44 | 12,52 | 8,08 | -27 | 67,53 | 51,66 | -10 | 286,79 | 259,89 |
-43 | 13,93 | 9,08 | -26 | 73,97 | 57,16 | -9 | 310,25 | 283,94 |
-42 | 15,48 | 10,19 | -25 | 80,97 | 63,20 | -8 | 335,41 | 310,02 |
-41 | 17,19 | 11,43 | -24 | 88,56 | 69,81 | -7 | 362,37 | 338,26 |
-40 | 19,07 | 12,81 | -23 | 96,78 | 77,06 | -6 | 391,25 | 368,84 |
-39 | 21,13 | 14,34 | -22 | 105,69 | 85,00 | -5 | 422,15 | 401,92 |
-38 | 23,40 | 16,03 | -21 | 115,32 | 93,67 | -4 | 455,21 | 437,68 |
-37 | 25,88 | 17,91 | -20 | 125,74 | 103,16 | -3 | 490,55 | 476,32 |
-36 | 28,60 | 19,99 | -19 | 136,99 | 113,52 | -2 | 528,31 | 518,05 |
-35 | 31,57 | 22,30 | -18 | 149,14 | 124,82 | -1 | 568,62 | 563,09 |
-34 | 34,83 | 24,84 | -17 | 162,24 | 137,15 | 0 | 611,65 | 611,66 |
Tabela 3. Wartości prężności pary nasyconej nad płaską powierzchnią wody (p sw).
T, °C | psw, Pa | T, °C | psw, Pa | T, °C | psw, Pa | T, °C | psw, Pa |
0 | 611,65 | 26 | 3364,5 | 52 | 13629,5 | 78 | 43684,4 |
1 | 657,5 | 27 | 3568,7 | 53 | 14310,3 | 79 | 45507,1 |
2 | 706,4 | 28 | 3783,7 | 54 | 15020,0 | 80 | 47393,4 |
3 | 758,5 | 29 | 4009,8 | 55 | 15759,6 | 81 | 49344,8 |
4 | 814,0 | 30 | 4247,6 | 56 | 16530,0 | 82 | 51363,3 |
5 | 873,1 | 31 | 4497,5 | 57 | 17332,4 | 83 | 53450,5 |
6 | 935,9 | 32 | 4760,1 | 58 | 18167,8 | 84 | 55608,3 |
7 | 1002,6 | 33 | 5036,0 | 59 | 19037,3 | 85 | 57838,6 |
8 | 1073,5 | 34 | 5325,6 | 60 | 19942,0 | 86 | 60143,3 |
9 | 1148,8 | 35 | 5629,5 | 61 | 20883,1 | 87 | 62524,2 |
10 | 1228,7 | 36 | 5948,3 | 62 | 21861,6 | 88 | 64983,4 |
11 | 1313,5 | 37 | 6282,6 | 63 | 22878,9 | 89 | 67522,9 |
12 | 1403,4 | 38 | 6633,1 | 64 | 23936,1 | 90 | 70144,7 |
13 | 1498,7 | 39 | 7000,4 | 65 | 25034,6 | 91 | 72850,8 |
14 | 1599,6 | 40 | 7385,1 | 66 | 26175,4 | 92 | 75643,4 |
15 | 1706,4 | 41 | 7787,9 | 67 | 27360,1 | 93 | 78524,6 |
16 | 1819,4 | 42 | 8209,5 | 68 | 28589,9 | 94 | 81496,5 |
17 | 1939,0 | 43 | 8650,7 | 69 | 29866,2 | 95 | 84561,4 |
18 | 2065,4 | 44 | 9112,1 | 70 | 31190,3 | 96 | 87721,5 |
19 | 2198,9 | 45 | 9594,6 | 71 | 32563,8 | 97 | 90979,0 |
20 | 2340,0 | 46 | 10098,9 | 72 | 33988,0 | 98 | 94336,4 |
21 | 2488,9 | 47 | 10625,8 | 73 | 35464,5 | 99 | 97795,8 |
22 | 2646,0 | 48 | 11176,2 | 74 | 36994,7 | 100 | 101359,8 |
23 | 2811,7 | 49 | 11750,9 | 75 | 38580,2 | ||
24 | 2986,4 | 50 | 12350,7 | 76 | 40222,5 | ||
25 | 3170,6 | 51 | 12976,6 | 77 | 41923,4 |
Tabela 4. Wartości bezwzględnej wilgotności gazu przy wilgotności względnej wody 100% w różnych temperaturach.
T,°C | A, g/m 3 | T,°C | A, g/m 3 | T,°C | A, g/m 3 | T,°C | A, g/m 3 |
-50 | 0,063 | -10 | 2,361 | 30 | 30,36 | 70 | 196,94 |
-49 | 0,070 | -9 | 2,545 | 31 | 32,04 | 71 | 205,02 |
-48 | 0,078 | -8 | 2,741 | 32 | 33,80 | 72 | 213,37 |
-47 | 0,087 | -7 | 2,950 | 33 | 35,64 | 73 | 221,99 |
-46 | 0,096 | -6 | 3,173 | 34 | 37,57 | 74 | 230,90 |
-45 | 0,107 | -5 | 3,411 | 35 | 39,58 | 75 | 240,11 |
-44 | 0,118 | -4 | 3,665 | 36 | 41,69 | 76 | 249,61 |
-43 | 0,131 | -3 | 3,934 | 37 | 43,89 | 77 | 259,42 |
-42 | 0,145 | -2 | 4,222 | 38 | 46,19 | 78 | 269,55 |
-41 | 0,160 | -1 | 4,527 | 39 | 48,59 | 79 | 280,00 |
-40 | 0,177 | 0 | 4,852 | 40 | 51,10 | 80 | 290,78 |
-39 | 0,196 | 1 | 5,197 | 41 | 53,71 | 81 | 301,90 |
-38 | 0,216 | 2 | 5,563 | 42 | 56,44 | 82 | 313,36 |
-37 | 0,237 | 3 | 5,952 | 43 | 59,29 | 83 | 325,18 |
-36 | 0,261 | 4 | 6,364 | 44 | 62,25 | 84 | 337,36 |
-35 | 0,287 | 5 | 6,801 | 45 | 65,34 | 85 | 349,91 |
-34 | 0,316 | 6 | 7,264 | 46 | 68,56 | 86 | 362,84 |
-33 | 0,346 | 7 | 7,754 | 47 | 71,91 | 87 | 376,16 |
-32 | 0,380 | 8 | 8,273 | 48 | 75,40 | 88 | 389,87 |
-31 | 0,416 | 9 | 8,822 | 49 | 79,03 | 89 | 403,99 |
-30 | 0,455 | 10 | 9,403 | 50 | 82,81 | 90 | 418,52 |
-29 | 0,498 | 11 | 10,02 | 51 | 86,74 | 91 | 433,47 |
-28 | 0,544 | 12 | 10,66 | 52 | 90,82 | 92 | 448,86 |
-27 | 0,594 | 13 | 11,35 | 53 | 95,07 | 93 | 464,68 |
-26 | 0,649 | 14 | 12,07 | 54 | 99,48 | 94 | 480,95 |
-25 | 0,707 | 15 | 12,83 | 55 | 104,06 | 95 | 497,68 |
-24 | 0,770 | 16 | 13,63 | 56 | 108,81 | 96 | 514,88 |
-23 | 0,838 | 17 | 14,48 | 57 | 113,75 | 97 | 532,56 |
-22 | 0,912 | 18 | 15,37 | 58 | 118,87 | 98 | 550,73 |
-21 | 0,991 | 19 | 16,31 | 59 | 124,19 | 99 | 569,39 |
-20 | 1,076 | 20 | 17,30 | 60 | 129,70 | 100 | 588,56 |
-19 | 1,168 | 21 | 18,33 | 61 | 135,41 | ||
-18 | 1,266 | 22 | 19,42 | 62 | 141,33 | ||
-17 | 1,372 | 23 | 20,57 | 63 | 147,47 | ||
-16 | 1,486 | 24 | 21,78 | 64 | 153,83 | ||
-15 | 1,608 | 25 | 23,04 | 65 | 160,41 | ||
-14 | 1,739 | 26 | 24,37 | 66 | 167,23 | ||
-13 | 1,879 | 27 | 25,76 | 67 | 174,28 | ||
-12 | 2,029 | 28 | 27,22 | 68 | 181,58 | ||
-11 | 2,190 | 29 | 28,75 | 69 | 189,13 |
Podajmy przykład wykorzystania powyższych tabel w praktyce: przy wydajności 10 m 3 /min „zasysa” 10 metrów sześciennych powietrza atmosferycznego na minutę.
Znajdźmy ilość wody zawartej w 10 metrach sześciennych powietrza atmosferycznego o parametrach temperatura +25°C, wilgotność względna 85%. Według tabeli 4 powietrze o temperaturze +25°C i stuprocentowej wilgotności zawiera 23,04 g/m 3 wody. Oznacza to, że przy wilgotności 85% jeden metr sześcienny powietrza będzie zawierał 0,85 * 23,04 = 19,584 g wody, a dziesięć - 195,84 g.
W miarę sprężania powietrza jego objętość będzie się zmniejszać. Zredukowaną objętość sprężonego powietrza pod ciśnieniem 6 barów można obliczyć w oparciu o prawo Boyle'a-Mariotte'a (temperatura powietrza nie zmienia się znacząco):
P1 x V1 = P2 x V2
V2 = (P1 x V1) / P2
Gdzie P1- ciśnienie atmosferyczne równe 1,013 bar;
V2= (1,013 bar x 10 m 3)/ (6 + 1,013) bar = 1,44 m 3.
Oznacza to, że 10 metrów sześciennych powietrza atmosferycznego w procesie sprężania „zamieniło się” na wylocie sprężarki w 1,44 m 3 sprężonego powietrza o nadciśnieniu 6 barów.
Tutaj i dalej będziemy rozmawiać wilgotność powietrza i gazów. W przeciwieństwie do temperatury, nie ma problemów z definicją i fizycznym zrozumieniem wilgotności. Jest to ilość wody zawarta w jednostkowej objętości powietrza. Jednak w naszej pracy zetknęliśmy się z faktem, że osoby zajmujące się profesjonalnymi pomiarami nie odczuwają tego parametru fizycznego i w związku z tym nie są w stanie przeprowadzić podstawowych obliczeń i wyjaśnić wielu zjawisk związanych z wilgotnością. Dzieje się tak głównie dlatego, że w przeciwieństwie do temperatury, wilgoci nie odczuwamy tak wyraźnie (zobacz artykuł: Czym jest temperatura? Jak prawidłowo mierzyć temperaturę? Co wybrać: termorezystor czy termoparę? Wskazówki dotyczące stosowania.). Wyobraź sobie, że wyszedłeś z domu w zimowy poranek. Jaka jest temperatura na zewnątrz, możesz określić z dokładnością do 3...5⁰С, ale pytanie, jaka jest teraz wilgotność względna powietrza, wprawi Cię w zakłopotanie. Jednocześnie wilgotność powietrza jest bardzo ważnym parametrem, który bezpośrednio wpływa na samopoczucie i wydajność człowieka. W wielu gałęziach przemysłu i rolnictwie bardzo ważna jest znajomość i utrzymywanie określonej wilgotności.
Co to jest wilgotność powietrza
Istnieje kilka jednostek pomiaru wilgotności względnej powietrza.
1. Wilgotność bezwzględna to ilość wody na jednostkę objętości powietrza, A (g/m3).
2. Aby określić drugą jednostkę miary, należy uważnie przyjrzeć się obrazowi przedstawiającemu ruch cząsteczek wody w zamkniętym naczyniu wypełnionym wodą do określonego poziomu. Po pewnym czasie w tym naczyniu zajdą dwa procesy: parowanie i kondensacja cząsteczek wody, w wyniku czego otrzymamy nasyconą parę wodną, która wytworzy na ściankach naczynia ciśnienie równe ciśnieniu nasyconej pary wodnej, Ps(Pa). W powietrzu zawsze znajdują się cząsteczki wody, jednak ich stężenie jest mniejsze niż nad powierzchnią wody. One, podobnie jak inne cząsteczki powietrza, wytwarzają ciśnienie. To ciśnienie, wytwarzane specjalnie przez cząsteczki wody, nazywane jest ciśnieniem cząstkowym pary wodnej, P(Pa). Stosunek ciśnienia cząstkowego pary wodnej do ciśnienia nasycenia pary wodnej, wyrażony w procentach, nazywa się wilgotnością względną powietrza:
Z definicji wynika, że nad powierzchnią wody wilgotność względna powietrza wynosi 100%. I odwrotnie, przy 100% wilgotności powietrza obserwuje się kondensację wilgoci. Wraz ze wzrostem temperatury wzrasta ciśnienie nasyconej pary wodnej. Jeśli zwiększysz temperaturę w izolowanym pomieszczeniu o wilgotności 100%, wilgotność względna gwałtownie spadnie.
3. Trzecia jednostka wynika z drugiej jednostki miary. Jeśli obniżysz temperaturę w zamkniętej przestrzeni przy określonej wilgotności, wilgotność względna powietrza wzrośnie. W określonej temperaturze wilgotność względna osiągnie 100%. Temperatura ta nazywana jest temperaturą punktu rosy. W przypadku temperatur ujemnych istnieje punkt rosy - punkt szronu. Sama definicja sugeruje jeden ze sposobów określenia wilgotności powietrza w określonej objętości. Musisz powoli chłodzić obiekt, kontrolując jego temperaturę. Temperatura, w której na obiekcie pojawi się warstwa wody z cząsteczek skondensowanej wody, będzie równa temperaturze punktu rosy w danej objętości.
Poniżej znajdują się wyrażenia do obliczania ciśnienia pary wodnej nasyconej nad powierzchnią wody Psw i lodu Psi w zależności od temperatury:
Wartości prężności pary nasyconej nad powierzchnią wody (Psw) i lodu (Psi)
Tabela 1.
T,° C |
psw, Pa |
psi, Pa |
T,° C |
psw, Pa |
psi, Pa |
T,° C |
psw, Pa |
psi, Pa |
6,453 |
3,924 |
38,38 |
27,65 |
176,37 |
150,58 |
|||
7,225 |
4,438 |
42,26 |
30,76 |
191,59 |
165,22 |
|||
8,082 |
5,013 |
46,50 |
34,18 |
207,98 |
181,14 |
|||
9,030 |
5,657 |
51,11 |
37,94 |
225,61 |
198,45 |
|||
10,08 |
6,38 |
56,13 |
42,09 |
244,56 |
217,27 |
|||
11,24 |
7,18 |
61,59 |
46,65 |
264,93 |
237,71 |
|||
12,52 |
8,08 |
67,53 |
51,66 |
286,79 |
259,89 |
|||
13,93 |
9,08 |
73,97 |
57,16 |
310,25 |
283,94 |
|||
15,48 |
10,19 |
80,97 |
63,20 |
335,41 |
310,02 |
|||
17,19 |
11,43 |
88,56 |
69,81 |
362,37 |
338,26 |
|||
19,07 |
12,81 |
96,78 |
77,06 |
391,25 |
368,84 |
|||
21,13 |
14,34 |
105,69 |
85,00 |
422,15 |
401,92 |
|||
23,40 |
16,03 |
115,32 |
93,67 |
455,21 |
437,68 |
|||
25,88 |
17,91 |
125,74 |
103,16 |
490,55 |
476,32 |
|||
28,60 |
19,99 |
136,99 |
113,52 |
528,31 |
518,05 |
|||
31,57 |
22,30 |
149,14 |
124,82 |
568,62 |
563,09 |
|||
34,83 |
24,84 |
162,24 |
137,15 |
611,65 |
611,66 |
Wartości prężności pary nasyconej nad płaską powierzchnią wody (Psw)
Tabela 2.
T,° C |
psw, Pa |
T,° C |
psw, Pa |
T,° C |
psw, Pa |
T,° C |
psw, Pa |
Wilgotność względna w temperaturze ujemnej Ψi
współczynnik korekcyjny k = psw / psi.
Wartości współczynnika korygującego „k” w różnych temperaturach:
Tabela 3.
T,⁰С |
0 |
-10 |
-20 |
-30 |
-40 |
Wartości bezwzględnej wilgotności gazu przy wilgotności względnej wody 100% w różnych temperaturach
Tabela 4.
Przykłady obliczeń wilgotności względnej i punktu rosy
Przykład 1.
Zadanie. Wilgotność względna powietrza w temperaturze 20⁰С wynosi 55%. Określ punkt rosy powietrza.
Rozwiązanie. Z tabeli 2 wynika, że ciśnienie nasyconej pary wodnej w temperaturze 20⁰C wynosi 2340 Pa. Wyznaczamy ciśnienie cząstkowe pary wodnej w powietrzu:
p = ps (Ψ/100) = 2340 x 55 / 100 = 1287 Pa
Z tabeli 2 znajdujemy temperaturę: 10,5⁰С.
Przykład 1.
Zadanie. Parametry powietrza zewnętrznego: T = -10⁰С, Ψ=100%; w pomieszczeniu: T = 20⁰С. Jaka jest zależność? wilgotność w pomieszczeniu?
Rozwiązanie. Z tabeli 2 znajdujemy wartość ciśnienia pary wodnej nasyconej Рsн w temperaturze -10⁰С. Ciśnienie to jest równe ciśnieniu cząstkowemu pary wodnej w pomieszczeniu. Z tabeli 2 dowiadujemy się, jakie jest ciśnienie pary wodnej nasyconej Psp w temperaturze 20⁰C w pomieszczeniu.
Ψп = Рsн / Psп x 100%
Ψп = 286/ 2340 x 100% = 12,2%
Czujniki do pomiaru wilgotności powietrza
Aby określić wilgotność powietrza, istnieją metody bezpośrednie i pośrednie. Z linii prostych można podać metodę wyznaczania temperatury punktu rosy poprzez kondensację na lustrze. Jest to bardzo dokładna metoda, która pozwala zmierzyć niewielkie wartości wilgotności. Same urządzenia są jednak dość drogie. Metoda jest czasochłonna i nie nadaje się do monitorowania szybkich procesów. Stosowany jest głównie w laboratoriach do oznaczania wilgotności suchych gazów.
Istnieje również metoda spektrometryczna umożliwiająca bezpośrednie zliczanie cząsteczek wody w powietrzu. Ale nie nadaje się również do zastosowań przemysłowych. Najpopularniejszą metodą pomiaru jest psychrometria, oparta na różnicy między odczytami termometru suchego i mokrego. Ale ta metoda wymaga jasno określonej stałej prędkości dmuchania mokrego termometru. Większość psychrometrów jest po prostu montowana na ścianie i oczywiście nie można im ufać. Zarówno ze względu na niekontrolowaną prędkość nadmuchu, jak i na nierzetelny pomiar temperatury powietrza.
Problem w tym, że ludzie są przyzwyczajeni do tych urządzeń i swoje odczyty uważają za jedyne prawidłowe.
Do produkcji czujników elektronicznych i mierników wilgotności względnej najczęściej wykorzystuje się pojemnościowe polimerowe elementy czujnikowe. Czujniki te składają się z podłoża z nałożoną dolną warstwą metalu, warstwy polimeru łatwo absorbującego wilgoć oraz górnej porowatej warstwy metalizacji. Kiedy zmienia się wilgotność, zmienia się zarówno grubość polimeru, jak i jego parametry dielektryczne, co prowadzi do zmiany pojemności czujnika. Ostatnio znacznie wzrosło zainteresowanie tymi czujnikami, ponieważ stało się możliwe tworzenie cyfrowych czujników wyjściowych z już skalibrowanym sygnałem wyjściowym.
Cechy zastosowania mierników wilgotności powietrza z pojemnościowym elementem czujnikowym
Niestety, pojemnościowe elementy czujnikowe reagują nie tylko na wilgoć, ale także na większość gazów nieobojętnych, co prowadzi do dodatkowych błędów i często do całkowitej degradacji czujnika. W przypadku długotrwałego narażenia czujnika na działanie dużej wilgoci należy go wysuszyć w podwyższonej temperaturze zgodnie ze sposobem podanym przez producenta. Polimer nie może pracować w wysokich temperaturach, co ogranicza zakres stosowania miernika. Nie dopuścić do kondensacji wilgoci na wrażliwym elemencie, gdyż może to prowadzić do korozji cienkowarstwowej struktury czujnika. Czujnik należy chronić przed działaniem promieni słonecznych, dotykaniem rękami i różnymi zanieczyszczeniami. To czujnik wilgotności określa parametry techniczne i żywotność miernika wilgotności. Dlatego tak ważne jest, aby czujniki były wymienne. Dlatego okres kalibracji mierników wilgotności wynosi tylko 1 rok. Najlepsza obecnie wartość błędu bezwzględnego dla miernika wilgotności przemysłowej wynosi ±2,0%.
Należy pamiętać, że wilgotność względna powietrza z definicji jest bardzo zależna od temperatury. Wahania temperatury powietrza w całej objętości pomieszczenia o ±1⁰С mogą prowadzić do wahań wilgotności względnej o ±5% lub więcej. Jeśli zimą Twój higrometr elektroniczny pokazuje rel. wilgotność wynosi 7%, a psychrometr 30%, nie oznacza to, że higrometr jest uszkodzony. To prawda. Wystarczy zdjąć psychrometr ze ściany i schować go do szafy.
Ciekawy? Powiedz swoim przyjaciołom!
Stacjonarny
Psychrometr Augusta. Urządzenie jest
obowiązkowe dla meteorologii
stacje. Składa się z dwóch identycznych
w pobliżu zamontowane termometry rtęciowe
na statywie. Zbiornik jednego z termometrów
owinięty cienkim materiałem, którego końcówka
wrzucony do szklanki wody destylowanej
woda.
Z powierzchni
termometr z mokrym termometrem, woda wyparuje
silniejszy niż bardziej suche powietrze, więc to
pokazuje niższą temperaturę,
niż termometr suchy, różnica będzie
więcej niż suche powietrze i odwrotnie.
Psychrometr
zainstalowany w odległości 1,5 m od
podłogę, wlać do naczynia pod termometrem
wody, a co za tym idzie, nawilżenia jej i
odczyty są pobierane po 15 minutach
termometry. Absolutna wilgotność
oblicza się za pomocą wzoru Regnaulta.
A
=
M1-
A(T—
T 1
)
*
H,
Gdzie:
A-absolutne
wilgotność,
M - maksymalne napięcie wody
pary w wilgotnej temperaturze
termometr/cm, tabela 1/,
a-/alfa/’-psychrometryczny
współczynnik równy pomieszczeniu
powietrze 0,0011 i dla atmosfery otwartej
-0,00074,
T
-temperatura termometru suchego,
t 1 - temperatura
mokry termometr,
H-barometryczny
ciśnienie.
TABELA nr 1
ELASTYCZNOŚĆ
PARA WODNA NASYCONA
/Selektywnie/
Temperatura |
Napięcie |
Temperatura |
Napięcie |
Temperatura |
Napięcie |
2.2.
Oznaczanie wilgotności bezwzględnej
Psychrometr Assmanna
.
Jest bardziej nowoczesny
psychrometr w porównaniu do stacjonarnego.
Obydwa termometry rtęciowe znajdują się w obudowie
metalowe rurki, przez które
materiał testowy jest wchłaniany równomiernie
powietrze za pomocą umieszczonego wentylatora
u góry urządzenia. Takie urządzenie
zapewnia ochronę zbiornika
termometr energii promienistej,
gwarantuje stałą prędkość jazdy
powietrze wokół termometru i z powodu
zasysając znaczną masę powietrza
daje dokładniejsze odczyty niż
stacjonarny psychrometr. Zbiornik
mokry termometr w przyssawce
psychrometr owinięty cienką tkaniną
zwilżyć przed każdą obserwacją
za pomocą wody destylowanej
pipety. Wentylator zostaje uruchomiony. Wskazania
Termometry odliczają po 4-5 minutach
pracować latem i po 15 minutach zimą.
Urządzenia nie należy trzymać w rękach, wręcz przeciwnie
napraw to na jakimś stojaku.
Absolutna wilgotność
podczas pracy z psychrometrem aspiracyjnym
obliczone za pomocą wzoru Sprunge'a:
A=
M !
-0,5(T C —
T V )
H/755,
Gdzie
A-absolutne
wilgotność,
0,5-stała
współczynnik psychrometryczny,
M! -maksymalny
prężność pary wodnej w temp
mokry termometr,
Тс -temperatura
suchy termometr,
Temperatura telewizora
mokry termometr,
H-barometryczny
ciśnienie,
755 - średnia
ciśnienie barometryczne.
Tłumaczenie
stwierdzono wilgotność bezwzględną w
względny tworzy się |ze wzoru:
a=A/M x 100%, Gdzie:
a- pożądany krewny
wilgotność,
A - wilgotność bezwzględna,
M - maksymalnie
wilgotność w temperaturze suchej
termometr.
Do ustalenia
wilgotność względną poprzez aspirację
Psychrometr może korzystać z tabeli.
2, w którym w pierwszej pionowej kolumnie
znaleziono odczyty termometru suchego
w momencie obserwacji. I w górnej
rząd poziomy - odczyty mokre
termometr.
Z tych dwóch liczb
razem przecięcia narysowanych linii
od |pierwszej cyfry w prawo i od drugiej w dół,
znajdź wilgotność względną. Tabela
nadaje się do pracy wewnątrz i na zewnątrz
na zewnątrz, niezależnie od tego, jak został odebrany
wyniki są mniej dokładne niż obliczone
według formuły.
studfiles.net
Wilgotność względna powietrza przy oznaczaniu temperatury za pomocą psychrometru (tabela)
Wilgotność względna
Wilgotność względna określa się poprzez stosunek (wyrażony w procentach) ciśnienia pary wodnej w powietrzu do ciśnienia pary wodnej nasycającej powietrze o tej samej temperaturze. W praktyce najczęściej wilgotność względną określa się jako stosunek masy pary wodnej w jednostkowej objętości powietrza (wilgotność bezwzględna) do masy pary wodnej nasyconej w tej samej objętości powietrza i w tej samej temperaturze.
Higrometr wagowy
W tabeli referencyjnej podano ilość wody w gramach zawartej w 1 m 3 powietrza w stanie nasycenia, jeśli ciśnienie całkowite wynosi 760 mm Hg.
Temperatura, °C |
||||||||||
Higrometr aspiracyjny (psychrometr)
W meteorologii używa się prostego wyrażenia
Pw -P=AN (t-tw).
Gdzie t w 0 C oznacza temperaturę mokrego termometru, P (mm) to ciśnienie pary wodnej w powietrzu, P w to ciśnienie pary nasycającej powietrze o temperaturze t w , H (mm) to ciśnienie barometryczne, a A to stała. Zatem wilgotność względna powietrza wynosi 100 Р/Р s, gdzie Р s oznacza prężność pary nasyconej w temperaturze t, mierzoną termometrem suchym. Wartość A, która zależy od prędkości powietrza wokół mokrego termometru, wynosi 0,00066 dla psychrometru aspiracyjnego Assmanna i A = 0,00080 dla instrumentu Stevensona używanego w służbie meteorologicznej.
Tabela wartości wilgotności względnej (%) mierzonej za pomocą psychrometru
Podane tabele referencyjne dotyczą urządzeń z pełną (swobodną) wentylacją. Bardziej kompletne tabele dla zakresów temperatur od -30 do 55°C i od 30 do 350°C F.
1) Przechłodzona woda (nie lód) na mokrej żarówce.
Temperatura termometru suchego, °C |
Różnica między odczytami termometru suchego i mokrego (różnica psychrometryczna), °C |
||||||||||
Tabela wartości wilgotności względnej – termometr mokry pokryty lodem 1)
Temperatura termometru suchego, °C |
Różnica między odczytami termometru suchego i mokrego (różnica psychrometryczna), °C |
|||||||||
1) Wilgotność względną definiuje się tutaj jako stosunek wilgotności bezwzględnej na jednostkę objętości do ilości pary wodnej w powietrzu, która jest w równowadze z wodą (ale nie lodem) w temperaturze termometru suchego.
infotables.ru
8.1. Oznaczanie wilgotności powietrza za pomocą psychrometru Augusta
Psychrometr
(typ PBU-1M)
składa się z dwóch sąsiadujących ze sobą instalacji
w pozycji pionowej ciecz
owinięty w tkaninę, której koniec jest
w kubku balonu wypełnionego czystością
woda. Ze względu na bezwładność urządzenia
odczytów należy dokonać nie wcześniej niż 5-7
min. po jego zamontowaniu w miejscu obserwacji
lub wentylator zacznie dmuchać. Niezbędny
upewnij się, że zbiornik termometru nie jest
dotknął poziomu wody.
Względny
wilgotność nieruchomego powietrza,
położony w bliskiej odległości
z psychrometru, oznaczona według wskazań
termometry suche i mokre,
za pomocą tabeli psychrometrycznej,
zaznaczone na tablicy rozdzielczej.
Absolutny
i wilgotność względną telefonu komórkowego
powietrze można określić za pomocą
specjalne tablice psychrometryczne,
albo
formuły.
Absolutny
obliczana jest wilgotność poruszającego się powietrza
według formuły
Pa=Pнв - а(tc-tв)B,
Gdzie Ra
—
absolutny
wilgotność powietrza. Rocznie;
Rnv —
maksymalny
wilgotność powietrza (ciśnienie cząstkowe
nasycona para wodna) o godz
temperatura mokrego termometru, Pa,
określono zgodnie z tabelą 4;
A
— współczynnik psychrometryczny,
zależne od prędkości
powietrze, określone według tabeli 5;
tc, tw —
odczyty termometru suchego i mokrego,
°C;
W
—
barometryczny
ciśnienie, Pa, określone przez ścianę
barometr zamontowany nad laboratorium
stół (I mbar=100 Pa).
Tabela
4
Częściowy ciśnienie nasycony pary |
Temperatura, |
Częściowy ciśnienie nasycony pary |
Temperatura, |
Częściowy ciśnienie nasycony pary |
|
Względny
wilgotność J
ustalone od
proporcje
J
=(Ra/Rn) 100%,
(2)
Gdzie Rn —
maksymalna wilgotność powietrza
(ciśnienie cząstkowe nasyconego
para wodna) w temperaturze suchej
termometr, Pa, określony zgodnie z tabelą 4.
Tabela 5
Prędkość małżeństwo |
Prędkość małżeństwo |
Prędkość małżeństwo |
|||
Psychrometr
Można zastosować PBU-1M
oznaczanie wilgotności powietrza w
pomieszczenia produkcyjne bez
źródła promieniowania cieplnego.
studfiles.net
8.2. Oznaczanie wilgotności powietrza za pomocą psychrometru aspiracyjnego Assmanna
Dążenie
psychrometr (typ MV-4M) jest większy
doskonałe i precyzyjne narzędzie do
w porównaniu z psychrometrem sierpnia. On
składa się z dwóch identycznych rtęci
termometry zamocowane w specjalnym miejscu
rama Znajdują się zbiorniki termometru
w podwójnych metalowych rękawach z
powierzchnia zewnętrzna polerowana i niklowana
powierzchni, co eliminuje wpływ
promieniowanie cieplne na wyniki
pomiary. W głowicy psychrometru
jest wentylator ze sprężyną naciągową
mechanizm. Powietrze wentylatora
jest wciągany w rękawy i przepływa dookoła
zbiorniki z termometrem rtęciowym, przepustki
wzdłuż przewodu powietrznego do głowy
i zostaje wyrzucony. Zatem
stworzono stałe warunki
parowanie wilgoci z powierzchni rtęci
zbiornik mokrej żarówki i
wpływ mobilności powietrza jest wyeliminowany
w pracy.
Zamówienie
praca z psychrometrem aspiracyjnym
Następny. Najpierw zwilż cambric
zbiornik prawego termometru. Dla
weź gumowy balonik z pipetą,
wstępnie napełniony wodą i płucami
naciskając, doprowadzaj wodę nie bliżej niż ja
cm do krawędzi pipety, trzymając ją tam
wypoziomować za pomocą zacisku. Po tym
Pipeta jest całkowicie włożona do wnętrza
rękaw ochronny poprzez zwilżenie kambryku. Po odczekaniu
przez pewien czas bez wyjmowania pipety
rurki, poluzować zacisk, absorbując nadmiar
wodę do balonu, a następnie do pipety
wyjęty.
Tabela
6
Mokry |
||||||||||||||||||||
Suchy termo- metr,°С |
||||||||||||||||||||
Następnie
włączają wentylator prawie na pełną moc, ale
uważaj, żeby nie połamać sprężyny,
psychrometr zawieszony jest na specjalnym wsporniku
kołek w pozycji pionowej. Odliczanie
dokonywane są odczyty termometru
4 minuty po uruchomieniu wentylatora.
Obliczenie
wilgotność powietrza (bezwzględna i
względny) jest wykonany według
specjalne tablice psychrometryczne
lub za pomocą formuł. Absolutna wilgotność
znalezione w relacji
Ra
= Rnv
— 0,5(tс-
tв)B/99000,
(3)
Gdzie
99000 - średnie ciśnienie barometryczne,
Tata;
odpoczynek
wartości zgodnie z (1).
Porozumiewawczy
rozmiar Ra
, możesz obliczyć zawartość wilgoci
powietrze d jest stosunkiem masy wody
pary do masy suchego powietrza w tym samym
objętość, g/kg:
d=622Ra/(V-Ra).
(4)
Względny
wilgotność powietrza J
oblicza się za pomocą wzoru (2), a także
można określić metodą psychrometryczną
tabela (Tabela 6) lub psychrometryczna
wykres (ryc. 2) znajdujący się na
stół laboratoryjny.
Na
praca z wykresem przy użyciu linii pionowych
zanotuj odczyty termometru suchego,
wzdłuż pochyłości - zwilżony, na skrzyżowaniu
linie te otrzymują wartości względne
wilgotność wyrażona w procentach.
studfiles.net
Tablica psychrometryczna do określania wilgotności względnej powietrza
Praca laboratoryjna nr 13
Oznaczanie wilgotności powietrza za pomocą psychrometru (termometry suchy i mokry)
Sprzęt: termometr, mokra gaza, tabela zależności ciśnienia pary wodnej nasyconej od temperatury, tabela psychrometryczna.
Zadanie nr 1. Wyznaczanie wilgotności względnej i bezwzględnej powietrza za pomocą psychrometru (termometr suchy i mokry).
Aby określić wilgotność powietrza, należy zarejestrować wskazania termometrów suchych i mokrych, znaleźć różnicę między tymi odczytami i korzystając z tabeli psychrometrycznej określić wartość wilgotności względnej powietrza odpowiadającą tym danym w dowolnych trzech pomieszczeniach szkoły.
Uzyskane dane wprowadź do tabeli.
Oblicz bezwzględną wilgotność powietrza w każdym z tych pomieszczeń. Pokaż w zeszycie, jak wykonałeś te obliczenia.
Do tabeli wprowadź także uzyskane wartości bezwzględnej wilgotności powietrza.
Porównaj i przeanalizuj swoje wyniki.
Oblicz błędy otrzymanych wyników.
Numer pomieszczenia Temperatura powietrza, o C Wskazania mokrego termometru, o C Różnica temperatur, o C Wilgotność względna powietrza Wilgotność bezwzględna powietrza
Tabela 1. TABELA PSYCHROMETRYCZNA do wyznaczania wilgotności względnej powietrza
Odczyty suchegoRóżnica odczytów suchego i mokrego termometru012345678910 0 1008163452811——1 100 83 65 48 32 16 — — — — —2 100 84 68 51 35 20 — — — — —3 100 84 69 54 39 24 10 — — — —4 100 85 70 56 42 28 14 — — — —5 100 86 72 58 45 32 19 6 — — —6 100 86 73 60 47 35 23 10 — — —7 100 87 74 61 49 37 26 14 — — —8 100 87 75 63 51 40 28 18 7 — —9 100 88 76 64 53 42 34 21 10 — —10 100 88 76 65 54 44 34 24 14 5 —11 100 88 77 66 56 46 36 26 17 8 —12 10089 78 68 57 48 38 29 20 11 —13 100 89 79 69 59 49 40 31 23 14 614 100 89 79 70 60 51 42 34 25 17 915 100 90 80 71 61 52 44 36 27 20 1216 100 90 81 71 62 54 46 37 30 22 1517 100 90 81 72 64 55 47 39 32 24 1718 100 91 82 73 65 56 49 41 34 27 2019 100 91 82 74 65 58 50 43 35 29 2220 100 91 83 74 66 59 51 44 37 30 2421 100 91 83 75 67 60 52 46 39 32 2622 100 92 83 75 68 61 54 47 40 34 2823 100 92 84 76 69 61 55 48 42 36 3024 100 92 84 77 69 62 56 49 43 37 3125 100 92 84777063 57 50 44 38 3326 100 92 85 78 71 64 58 51 46 40 3427 100 92 85 78 71 65 59 52 47 41 3628 100 93 85 78 72 65 59 53 48 42 3729 100 93 85 79 72 66 60 54 49 43 3830 100 93 86 79 73 67 61 55 50 44 39 Tabela 2. Ciśnienie nasyconej pary wodnej nad powierzchnią wody w zależności od temperatury w hektopaskalach. 1 hektopaskal = 10 2 Pa = 100 Pa.
koledj.ru
4. Oznaczanie wilgotności powietrza za pomocą psychrometru Augusta
Psychrometr
Augusta składa się z dwóch identycznych
termometry. Zbiornik jednego z nich
przykryty kawałkiem batystu, luzem
którego koniec jest opuszczany do zbiornika z
woda destylowana.
Wskutek
odczyty wilgotności parowania wody
termometr będzie niższy niż termometr suchy. Porozumiewawczy
różnica między odczytami suchymi i mokrymi
termometry i odczyty termometru suchego
zgodnie z tabelą psychrometryczną 2 oznaczyć
względna wilgotność otoczenia
powietrze i korzystając ze wzorów (1) i (2) znajdują
wilgotność absolutna
I
niedobór wilgoci.
Zakończenie pracy
Ćwiczenia
№1
. Definicja
wilgotność
psychrometr
Assmana
Zmoczyć
cambric na zbiorniku psychrometru
Assmanna z wodą za pomocą pipety.
Początek
wentylator prawie zgodny z ruchem wskazówek zegara
do awarii, ale ostrożnie, aby nie podrzeć
wiosna.
Poprzez
4 minuty po uruchomieniu wentylatora wyjmij
odczyty termometru suchego i mokrego.
Oblicz
według wzoru (4) wilgotność bezwzględna F.
Dla
to: a) znajdź ciśnienie atmosferyczne N 0
w mm. rt. Sztuka. za pomocą barometru, b) Znajdź R 1
w mmHg zgodnie z tabelą 3
według wskazań mokrego termometru, c)
stały A 0
=0,0013 1/stopień
Definiować
maksymalna wilgotność F
termometr.
Przez
wzór (1) obliczyć względną
wilgotność mi.
Definiować
Dane
wpisz do tabeli 2
Tabela
1
wyniki
pomiary i obliczenia
T C = T 1 |
T och = T 2 |
R 1
|
mmHg. |
mmHg. |
H 0 |
|||
Ćwiczenia
№2
. Definicja
wilgotność za pomocą psychrometru Augusta
Zmoczyć
Psychrometr wodny Augustusa.
Poprzez
10 minut zapisz odczyty suchości i
termometry mokre.
Przez
tabela psychrometryczna 4 znalezisko
wilgotność względna mi.
Z
wzory (1) znajdź wilgotność bezwzględną
F.
Definiować
maksymalna wilgotność F według tabeli 3 według oznaczeń suchych
termometr.
Definiować
według wzoru (2) deficyt wilgoci D.
Dane
wpisz w tabeli 2.
Tabela
2
wyniki
pomiary
Tabela
3
Ciśnienie
i gęstość pary nasyconej w tym zakresie
temperatury od -5 o do 30 0
Temperatura |
Elastyczność |
Waga |
Kontynuacja |
||
Tabela
4
Psychometryczny
tabela
Wskazania |
(Różnica |
|||||||||||
Kontynuacja |
||||||||||||
Temat tej lekcji brzmi: „Wilgotność. Pomiar wilgotności” omówimy właściwości pary wodnej nasyconej i nienasyconej, która zawsze występuje w atmosferze.
Na poprzedniej lekcji zapoznaliśmy się z pojęciem „pary nasyconej”. Podobnie jak podczas studiowania jakichkolwiek tematów i przedmiotów, może pojawić się pytanie: „Gdzie użyjemy tej koncepcji, jak ją zastosujemy?” W tej lekcji omówimy najważniejsze zastosowania właściwości pary nasyconej.
Pewnie dobrze znasz nazwę tematu, bo pojęcie „wilgotności powietrza” słyszysz na co dzień, oglądając lub słuchając prognozy pogody. Jeśli jednak zostaniesz zapytany: „Co oznacza wilgotność powietrza?”, jest mało prawdopodobne, że od razu podasz dokładną definicję fizyczną.
Spróbujmy sformułować, co w fizyce oznacza wilgotność powietrza. Po pierwsze, jaka woda znajduje się w powietrzu? Przecież takie są na przykład mgła, deszcz, chmury i inne zjawiska atmosferyczne, które zachodzą przy udziale wody w takim czy innym stanie skupienia. Jeśli przy opisie wilgotności uwzględnić wszystkie te zjawiska, to jak przeprowadzić pomiary? Nawet z tak prostego rozumowania staje się jasne, że intuicyjne definicje tu nie wystarczą. Tak naprawdę mówimy przede wszystkim o parze wodnej zawartej w naszej atmosferze.
Powietrze atmosferyczne jest mieszaniną gazów, z których jednym jest para wodna (ryc. 1). Przyczynia się do ciśnienia atmosferycznego, nazywa się to wkładem Ciśnienie cząstkowe(jak również elastyczność) pary wodnej.
Ryż. 1. Składniki powietrza atmosferycznego
Prawo Daltona
Główne zasady, które uzyskaliśmy w ramach badań teorii kinetyki molekularnej, dotyczą tak zwanych czystych gazów, czyli gazów składających się z atomów lub cząsteczek tego samego typu. Jednak bardzo często masz do czynienia z mieszaniną gazów. Najprostszym i najczęstszym przykładem takiej mieszaniny jest otaczające nas powietrze atmosferyczne. Jak wiemy, składa się z 78% azotu, ponad 21% tlenu, a pozostałą część zajmuje para wodna i inne gazy.
Ryż. 2. Skład powietrza atmosferycznego
Każdy z gazów wchodzących w skład powietrza lub innej mieszaniny gazów z pewnością ma udział w całkowitym ciśnieniu tej mieszaniny gazów. Nazywa się wkład każdego takiego komponentu ciśnienie cząstkowe gazu,T. to znaczy ciśnienie, jakie wywierałby dany gaz w przypadku braku innych składników mieszaniny.
Angielski chemik John Dalton ustalił eksperymentalnie, że w przypadku mieszanin gazów rozrzedzonych ciśnienie całkowite jest prostą sumą ciśnień cząstkowych wszystkich składników mieszaniny:
Zależność ta nazywa się prawem Daltona.
Dowód prawa Daltona w ramach teorii kinetyki molekularnej, choć nie jest szczególnie skomplikowany, jest dość uciążliwy, dlatego nie będziemy go tutaj przedstawiać. Jakościowo dość łatwo jest wyjaśnić to prawo, jeśli weźmiemy pod uwagę fakt, że zaniedbujemy interakcję między cząsteczkami, tj. cząsteczki są sprężystymi kulkami, które mogą zderzać się tylko ze sobą i ze ścianami naczynia. W praktyce model gazu doskonałego sprawdza się dobrze tylko w przypadku układów dość rozrzedzonych. W przypadku gazów gęstych zaobserwowane zostaną odchylenia od prawa Daltona.
Ciśnienie cząstkoweP para wodna jest jednym ze wskaźników wilgotności powietrza, mierzonej w paskalach lub milimetrach słupa rtęci.
Ciśnienie pary wodnej zależy od stężenia jego cząsteczek w powietrzu, a także od jego temperatury bezwzględnej. Gęstość jest często uważana za cechę wilgotności. ρ Nazywa się to parą wodną zawartą w powietrzu wilgotność absolutna .
Absolutna wilgotność pokazuje, ile gramów pary wodnej znajduje się w powietrzu. W związku z tym jednostką miary wilgotności bezwzględnej jest.
Obydwa wymienione wskaźniki wilgotności powiązane są równaniem Mendelejewa-Clapeyrona:
- masa molowa pary wodnej;
- jego temperatura bezwzględna.
Oznacza to, że znając jeden ze wskaźników, np. gęstość, możemy łatwo określić inny, czyli ciśnienie.
Ty i ja wiemy, że para wodna może być nienasycona lub nasycona. Para znajdująca się w równowadze termodynamicznej z cieczą o tym samym składzie nazywana jest nasyconą. Para nienasycona to para, która nie osiągnęła równowagi dynamicznej ze swoją cieczą. W tym przypadku nie ma równowagi pomiędzy procesami kondensacji i parowania.
Ogólnie rzecz biorąc, para wodna w atmosferze, pomimo obecności dużej liczby zbiorników wodnych: oceanów, mórz, rzek, jezior itp., jest nienasycona, ponieważ nasza atmosfera nie jest naczyniem zamkniętym. Jednak ruch mas powietrza: wiatry, huragany i tak dalej, prowadzi do tego, że w różnych punktach Ziemi w każdym momencie występuje inny stosunek szybkości kondensacji i parowania wody, w wyniku z czego w niektórych miejscach para może osiągnąć nasycenie. Do czego to prowadzi? Co więcej, w takim miejscu para zaczyna się skraplać, ponieważ pamiętamy, że para nasycona ma zawsze kontakt ze swoją cieczą. W rezultacie może tworzyć się mgła lub chmury i może spaść rosa. Temperatura, w której para staje się nasycona, nazywa się punkt rosy . Oznaczamy ciśnienie pary wodnej (nasyconej) w punkcie rosy.
Zastanów się, dlaczego rosa zwykle spada wcześnie rano? Co dzieje się o tej porze dnia z temperaturą, a co za tym idzie z maksymalnym ciśnieniem, z ciśnieniem pary nasyconej? Oczywiście znajomość wilgotności bezwzględnej lub ciśnienia cząstkowego pary wodnej nie daje nam pojęcia, jak blisko lub daleko znajduje się dana para od nasycenia. Ale to właśnie ta odległość lub bliskość nasycenia determinuje szybkość procesów parowania i kondensacji, tj. procesy determinujące aktywność życiową organizmów żywych.
Jeśli parowanie przeważa nad kondensacją, organizmy i gleba tracą wilgoć (ryc. 3). Jeśli dominuje kondensacja, wówczas procesy suszenia stają się niemożliwe (rys. 4).Stoimy przed koniecznością udoskonalenia koncepcji wilgotności; koncepcja wilgotności bezwzględnej, jak właśnie widzieliśmy, nie opisuje w pełni wszystkich potrzebnych nam zjawisk.
Ryż. 3. Parowanie przeważa nad kondensacją
Ryż. 4. Kondensacja przeważa nad parowaniem
Omówmy tę kwestię jeszcze raz. Zróbmy to na prostym przykładzie. Wyobraź sobie, że w pewnym pojeździe znajduje się 20 osób. Czy to dużo czy mało, czyli czy jest to bezwzględna wartość 20 osób? Oczywiście nie będziemy w stanie powiedzieć, czy to dużo, czy mało, dopóki nie poznamy maksymalnej pojemności danego samochodu lub pojazdu. 20 osób w samochodzie osobowym to oczywiście dużo, jest to praktycznie niemożliwe, ale 20 osób w dużym autobusie to już nie tak dużo. Podobnie w przypadku wilgotności bezwzględnej, czyli ciśnienia cząstkowego pary wodnej, trzeba to z czymś porównać. Z czym powinniśmy porównać to ciśnienie cząstkowe? Ostatnia lekcja daje nam odpowiedź. Jakie ważne, szczególne znaczenie ma ciśnienie pary wodnej? Jest to ciśnienie nasyconej pary wodnej. Jeśli porównamy ciśnienie cząstkowe pary wodnej w danej temperaturze z ciśnieniem pary wodnej nasyconej w tej samej temperaturze, będziemy w stanie dokładniej scharakteryzować tę samą wilgotność powietrza. Aby scharakteryzować odległość między stanem pary a nasyceniem, stosuje się specjalną wielkość tzw wilgotność względna .
Wilgotność względna powietrze to procentowy stosunek ciśnienia pary wodnej zawartej w powietrzu do ciśnienia pary nasyconej w tej samej temperaturze:
Jest teraz jasne, że im niższa wilgotność względna, tym dalej dana para znajduje się od nasycenia. Na przykład, jeśli wartość wilgotności względnej wynosi 0, wówczas w powietrzu w rzeczywistości nie ma pary wodnej. Oznacza to, że w naszym kraju kondensacja jest niemożliwa, a przy wilgotności względnej wynoszącej 100% cała para wodna znajdująca się w powietrzu jest nasycona, ponieważ jej ciśnienie jest dokładnie równe ciśnieniu nasyconej pary wodnej w danej temperaturze. W ten sposób określiliśmy teraz dokładnie, jaka jest ta sama wilgotność, o której wartości za każdym razem informuje nas prognoza pogody.
Korzystając z równania Mendelejewa-Clapeyrona, możemy otrzymać alternatywny wzór na wilgotność względną, który obecnie uwzględnia gęstość pary wodnej zawartej w powietrzu oraz gęstość pary nasyconej w tej samej temperaturze.
Prężność pary i gęstość;
Ciśnienie i gęstość pary nasyconej w danej temperaturze;
Uniwersalna stała gazowa.
Wzór na wilgotność względną:
Gęstość pary wodnej zawartej w powietrzu;
Gęstość pary nasyconej w tej samej temperaturze.
Wpływ intensywności parowania i kondensacji wody na organizmy żywe
Ludzie są bardzo wrażliwi na wartość wilgotności względnej, od niej zależy intensywność parowania wilgoci z powierzchni skóry. Przy dużej wilgotności, szczególnie w upalny dzień, parowanie to maleje, w wyniku czego zostaje zakłócona normalna wymiana ciepła pomiędzy ciałem a otoczeniem. Natomiast w suchym powietrzu wilgoć szybko odparowuje z powierzchni skóry, powodując np. wysychanie błon śluzowych dróg oddechowych. Najbardziej korzystna dla człowieka jest wilgotność względna powietrza w przedziale 40-60%.
Ważna jest także rola pary wodnej w kształtowaniu warunków atmosferycznych. Kondensacja pary wodnej prowadzi do powstawania chmur i późniejszych opadów, co oczywiście jest ważne dla wszystkich aspektów naszego życia i gospodarki narodowej. W wielu procesach produkcyjnych utrzymuje się sztuczne warunki wilgotnościowe. Przykładami takich procesów są zakłady tkackie, cukiernicze, farmaceutyczne i wiele innych. W bibliotekach i muzeach, w celu przechowywania książek i eksponatów, ważne jest również utrzymanie określonej wartości wilgotności względnej, dlatego w tego typu placówkach we wszystkich pomieszczeniach musi znajdować się na ścianie wiszący psychrometr – urządzenie do pomiaru względnej wilgotności wilgotność.
Aby obliczyć wilgotność względną, jak właśnie widzieliśmy, musimy znać wartość prężności pary nasyconej lub gęstości w danej temperaturze.
Na ostatniej lekcji, badając parę nasyconą, rozmawialiśmy o tej zależności, ale jej postać analityczna jest bardzo złożona, a nasza wiedza matematyczna nie jest jeszcze wystarczająca. Co zrobić w tym przypadku? Rozwiązanie jest bardzo proste: zamiast zapisywać te wzory w formie analitycznej, posłużymy się tablicami ciśnienia i gęstości pary nasyconej w danej temperaturze (tabela 1). Tabele te są dostępne zarówno w podręcznikach, jak iw dowolnym podręczniku wielkości technicznych.
Tabela 1. Zależność ciśnienia i gęstości nasyconej pary wodnej od temperatury
Rozważmy teraz zmianę wilgotności względnej wraz z temperaturą. Im wyższa temperatura, tym niższa wilgotność względna. Przyjrzyjmy się dlaczego i jak na przykładowym zadaniu.
Zadanie
W pewnym naczyniu para ulega nasyceniu w temperaturze . Jaka będzie jego wilgotność względna w temperaturze , , ?
Ponieważ mówimy o parze w naczyniu, objętość pary pozostaje niezmieniona wraz ze zmianą temperatury. Ponadto potrzebujemy tabeli zależności ciśnienia i gęstości pary nasyconej od temperatury (tabela 2).
Tabela 2. Zależność ciśnienia i gęstości pary nasyconej od temperatury
Rozwiązanie:
Z tekstu pytania jasno wynika, że przy , , bo to właśnie przy tej wartości para ulega nasyceniu, czyli z definicji wilgotności względnej mamy:
Licznik to gęstość pary wodnej znajdującej się w naczyniu, a mianownik to gęstość pary nasyconej nieobecnej w naczyniu w tej samej temperaturze. Co stanie się z poziomem wilgotności w miarę wzrostu temperatury? Licznik, biorąc pod uwagę zamknięcie statku, nie ulegnie zmianie. Rzeczywiście, ponieważ nie zachodzi kondensacja i nie ma wymiany materii ze światem zewnętrznym, masa pary, a wraz z nią jej gęstość, zachowają swoje wartości. A mianownik, jak wiemy z ostatniej lekcji, rośnie wraz z temperaturą, więc wilgotność względna będzie się zmniejszać. Gęstość pary w naczyniu w temperaturze można obliczyć z podanego wzoru:
Gęstość pary będzie taka sama we wszystkich innych temperaturach. Dlatego do obliczenia wilgotności wystarczy nam znajomość wartości gęstości pary nasyconej we wszystkich podanych temperaturach i od razu będziemy mogli uzyskać odpowiedzi. Wartość gęstości pary nasyconej pobieramy z tabeli. Podstawiając wartości jedna po drugiej do wzoru na wilgotność, otrzymujemy następujące odpowiedzi:
Odpowiedź:
Przykład rozwiązania typowego problemu wyznaczania wilgotności względnej
Rozwiązując takie problemy, należy wiedzieć, że prężność pary nasyconej zależy od temperatury, ale nie zależy od objętości.
Zadanie:
Naczynie zawiera powietrze, którego wilgotność względna w temperaturze wynosi . Jaka będzie wilgotność względna po zmniejszeniu objętości naczynia n razy (n = 3) i podgrzaniu gazu do określonej temperatury? Gęstość nasyconej pary wodnej w temperaturze wynosi .
Postęp rozwiązania:
Z definicji wilgotności względnej możemy napisać, że w temperaturze wilgotność bezwzględna przed kompresją wynosi:
A po kompresji:
Oznacza to, że gdy objętość zmniejsza się o współczynnik przy stałej masie, gęstość wzrasta o współczynnik.
Po sprężeniu masa wilgoci na jednostkę objętości naczynia, nie tylko w postaci pary, ale także w postaci skroplonej cieczy, jeśli powstały warunki kondensacji, będzie równa:
W temperaturze ciśnienie nasyconej pary wodnej jest równe normalnemu ciśnieniu atmosferycznemu, o czym mówiliśmy na ostatniej lekcji i wynosi:
A ich gęstość, jeśli skorzystamy z równania Mendelejewa-Clapeyrona, można obliczyć ze wzoru:
Gdzie , ponieważ naczynie będzie zawierać parę nienasyconą o wilgotności względnej:
Wyrażając tę wilgotność w procentach, otrzymujemy wartość 2,9%.
Odpowiedź: .
Porozmawiajmy teraz nie tylko o tym, czym jest wilgotność, ale także o tym, jak można zmierzyć tę wilgotność. Najpopularniejszym przyrządem do takich pomiarów jest tzw. psychrometr higrometryczny, który pokazano na ryc. 5.
Ryż. 5. Psychrometr higrometryczny
Do stojaka dołączone są dwa termometry z identyczną skalą. Zbiornik rtęci jednego z nich owinięty jest wilgotną szmatką (ryc. 8).
Ryż. 6. Higrometryczne termometry psychrometryczne
Woda z tej tkaniny odparowuje, dzięki czemu sam termometr ochładza się, dlatego termometry nazywane są suchymi i mokrymi (ryc. 7).
Ryż. 7. Termometry suche i mokre psychrometru higrometrycznego
Im wyższa wilgotność względna otaczającego powietrza, tym mniej intensywne i słabsze parowanie wody z wilgotnej szmatki, tym mniejsza różnica we wskazaniach termometrów suchych i mokrych. Oznacza to, że przy ϕ = 100% woda nie wyparuje, ponieważ cała para wodna jest nasycona, a odczyty obu termometrów będą się pokrywać. Kiedy różnica wskazań termometru będzie maksymalna. Zatem na podstawie różnicy odczytów termometru, za pomocą specjalnych tablic psychometrycznych (najczęściej taka tabela jest natychmiast umieszczana na korpusie samego urządzenia) określa się wartość wilgotności względnej.
Jak wiemy, większość powierzchni naszej planety pokrywa Ocean Światowy, dlatego woda i wszystkie procesy z nią zachodzące, w szczególności parowanie i kondensacja, odgrywają istotną rolę we wszystkich procesach naszego życia. Sami podaliśmy ścisłą definicję pojęć „wilgotność bezwzględna” i „wilgotność względna”. W rzeczywistości jest to wielkość fizyczna; wilgotność względna pokazuje, jak bardzo para atmosferyczna różni się od pary nasyconej.
Bibliografia
- Kasjanow V.A. Fizyka, klasa 10. - M.: Drop, 2010.
- Myakishev G.Ya., Sinyakov A.Z. Fizyka molekularna. Termodynamika. - M.: Drop, 2010.
- Portal internetowy WorldOfSchool.ru ()
- Portal internetowy „Fizyka. Stare podręczniki” ()
Praca domowa
- Jaka jest różnica między wilgotnością bezwzględną a wilgotnością względną?
- Co można zmierzyć za pomocą higrometru psychrometrycznego i jaka jest jego zasada działania?
- Jakie ciśnienia cząstkowe składają się na ciśnienie atmosferyczne?
DEFINICJA
Bezwzględna wilgotność powietrza to ilość pary wodnej na jednostkę objętości powietrza:
Jednostką miary wilgotności bezwzględnej w SI jest
Wilgotność powietrza jest bardzo ważnym parametrem środowiskowym. Wiadomo, że większość powierzchni Ziemi zajmuje woda (Ocean Światowy), z której powierzchni następuje ciągłe parowanie. Intensywność tego procesu jest różna w różnych strefach klimatycznych. Zależy to od średniej dziennej temperatury, obecności wiatrów i innych czynników. Zatem w niektórych miejscach proces parowania wody jest intensywniejszy niż jej kondensacja, a w innych odwrotnie.
Organizm ludzki aktywnie reaguje na zmiany wilgotności powietrza. Na przykład proces pocenia się jest ściśle powiązany z temperaturą i wilgotnością otoczenia. Przy dużej wilgotności procesy parowania wilgoci z powierzchni skóry są praktycznie kompensowane przez procesy jej kondensacji, a 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.
Ponadto pojęcie wilgotności jest najważniejszym kryterium oceny warunków pogodowych, które każdy zna z prognoz pogody.
Bezwzględna wilgotność powietrza daje wyobrażenie o określonej zawartości wody w powietrzu w masie, jednak wartość ta jest niewygodna z punktu widzenia wrażliwości organizmów żywych na wilgoć. Człowiek nie odczuwa masowej ilości wody w powietrzu, ale jej zawartość w stosunku do maksymalnej możliwej wartości. Aby opisać reakcję organizmów żywych na zmiany zawartości pary wodnej w powietrzu, wprowadzono pojęcie wilgotności względnej.
Wilgotność względna
DEFINICJA
Wilgotność względna jest wielkością fizyczną, która pokazuje, jak daleko para wodna w powietrzu jest od nasycenia:
gdzie jest gęstość pary wodnej w powietrzu (wilgotność bezwzględna); gęstość nasyconej pary wodnej w danej temperaturze.
Punkt rosy
DEFINICJA
Punkt rosy to temperatura, w której para wodna ulega nasyceniu.
Znajomość temperatury punktu rosy może dać wyobrażenie o wilgotności względnej. Jeżeli temperatura punktu rosy jest zbliżona do temperatury otoczenia, wówczas wilgotność jest wysoka ( Kiedy temperatury się pokrywają, tworzy się mgła). I odwrotnie, jeśli wartości punktu rosy i temperatury powietrza w momencie pomiaru znacznie się od siebie różnią, to możemy mówić o niskiej zawartości pary wodnej w atmosferze.
Kiedy coś zostaje wniesione do ciepłego pomieszczenia z zimna, powietrze nad nim ochładza się, nasyca się parą wodną, a kropelki wody kondensują się na przedmiocie. Następnie przedmiot nagrzewa się do temperatury pokojowej i cała kondensacja odparowuje.
Innym, nie mniej znanym przykładem jest zamglenie szkła w domu. Zimą wiele osób kondensuje się na oknach. Na zjawisko to wpływają dwa czynniki – wilgotność i temperatura. Jeśli zamontowane jest normalne okno z podwójnymi szybami, prawidłowo wykonana izolacja i występuje kondensacja, oznacza to, że w pomieszczeniu panuje wysoka wilgotność; Prawdopodobnie słaba wentylacja lub wyciąg.
Przykłady rozwiązywania problemów
PRZYKŁAD 1
Ćwiczenia | Na zdjęciu dwa termometry służące do wyznaczania wilgotności względnej za pomocą tablicy psychrometrycznej. Co pokaże mokry termometr, jeśli przy stałej temperaturze powietrza wilgotność względna wzrośnie o 7%? |
Rozwiązanie | Zapiszmy odczyty termometru suchego i mokrego pokazane na zdjęciu: Określmy różnicę w odczytach termometru: Korzystając z tabeli psychrometrycznej, określamy wilgotność względną powietrza: Jeśli wilgotność powietrza wzrośnie o 7%, wyniesie 55%. Korzystając z tabeli psychrometrycznej, określamy odczyty termometru suchego i różnicę między odczytami termometru suchego i mokrego: Zatem termometr z mokrym termometrem pokaże: |
Odpowiedź | Odczyty mokrego termometru. |
PRZYKŁAD 2
Ćwiczenia | Wilgotność względna wieczorem w temperaturze 50%. Czy rosa spadnie, jeśli temperatura spadnie do ? |
Rozwiązanie | Wilgotność względna: |