Измерение влажности воздуха вывод. Измерение влажности воздуха: методы, приборы и значение для жизни

Что такое влажность воздуха и как ее измеряют. Какие существуют виды влажности. Какие приборы используются для измерения влажности. Почему важно контролировать уровень влажности в помещениях. Как влажность влияет на здоровье человека и окружающую среду.

Что такое влажность воздуха и почему она важна

Влажность воздуха — это содержание водяного пара в воздухе. Этот параметр играет огромную роль в нашей жизни и окружающей среде:

• Влияет на самочувствие человека и животных
• Воздействует на рост и развитие растений
• Определяет погодные условия и климат
• Влияет на сохранность материалов и оборудования

Поэтому измерение и контроль влажности воздуха критически важны во многих сферах — от метеорологии до промышленности.

Виды влажности воздуха

Существует два основных вида влажности воздуха:

Абсолютная влажность

Абсолютная влажность — это масса водяного пара в единице объема воздуха, обычно измеряется в граммах на кубический метр (г/м³). Этот показатель напрямую отражает количество влаги в воздухе.

Относительная влажность

Относительная влажность — это отношение текущего содержания водяного пара в воздухе к максимально возможному при данной температуре, выраженное в процентах. Этот параметр более информативен с точки зрения комфорта человека.

Как измеряется влажность воздуха

Для измерения влажности воздуха используются различные приборы и методы:

Психрометр

Психрометр состоит из двух термометров — сухого и влажного. Влажный термометр обернут влажной тканью. По разнице показаний определяется влажность. Это простой и надежный метод.

Гигрометр

Гигрометр измеряет влажность напрямую с помощью чувствительного элемента, например человеческого волоса, который изменяет длину в зависимости от влажности.

Электронные датчики влажности

Современные электронные гигрометры используют специальные сенсоры, измеряющие электрическую емкость или сопротивление, которые меняются в зависимости от влажности.

Значение контроля влажности в помещениях

Поддержание оптимального уровня влажности в помещениях критически важно по нескольким причинам:

• Комфорт и здоровье людей
• Сохранность материалов и оборудования
• Энергоэффективность систем кондиционирования
• Предотвращение роста плесени и грибков

Оптимальный уровень относительной влажности в жилых помещениях составляет 40-60%.

Влияние влажности на здоровье человека

Уровень влажности воздуха напрямую влияет на самочувствие и здоровье человека:

• Слишком низкая влажность (менее 30%) вызывает сухость кожи и слизистых, повышает риск респираторных заболеваний
• Высокая влажность (более 70%) затрудняет терморегуляцию организма, создает благоприятные условия для размножения болезнетворных микроорганизмов
• Оптимальная влажность (40-60%) обеспечивает комфортное самочувствие и нормальное функционирование организма

Методы регулирования влажности воздуха

Для поддержания оптимального уровня влажности используются различные методы и устройства:

• Увлажнители воздуха — повышают влажность в помещении
• Осушители воздуха — снижают избыточную влажность
• Системы вентиляции и кондиционирования — комплексно регулируют микроклимат
• Гигроскопичные материалы — природным образом поглощают или отдают влагу

Выбор метода зависит от конкретных условий и требований к микроклимату помещения.

Влажность воздуха и окружающая среда

Влажность воздуха играет огромную роль в природных процессах и экосистемах:

• Влияет на формирование климата и погоды
• Участвует в круговороте воды в природе
• Определяет условия существования растений и животных
• Воздействует на почвообразование и эрозию

Изменения влажности воздуха могут иметь серьезные экологические последствия в глобальном масштабе.

Применение знаний о влажности воздуха в различных сферах

Измерение и контроль влажности воздуха важны во многих областях человеческой деятельности:

• Метеорология и климатология
• Сельское хозяйство
• Промышленное производство
• Строительство и архитектура
• Медицина и фармацевтика
• Хранение продуктов и материалов
• Музейное дело и реставрация

В каждой из этих сфер знание и контроль влажности позволяют оптимизировать процессы и улучшать результаты.

Как самостоятельно измерить влажность воздуха

Измерить влажность воздуха в домашних условиях можно несколькими способами:

1. Использовать бытовой гигрометр — самый простой и точный способ
2. Сделать самодельный психрометр из двух термометров
3. Использовать косвенные признаки — запотевание окон, поведение комнатных растений
4. Применить народные методы, например, с помощью шишки или соли

Важно помнить, что самодельные методы могут давать приблизительные результаты.

Влажность воздуха в разных климатических зонах

Уровень влажности воздуха сильно различается в разных регионах планеты:

• В тропических лесах относительная влажность может достигать 90-100%
• В пустынях она может опускаться до 5-10%
• В умеренном климате влажность обычно колеблется в пределах 60-80%
• В полярных регионах из-за низких температур абсолютная влажность очень низкая

Эти различия во влажности во многом определяют особенности климата и экосистем разных регионов.

Влажность воздуха и энергоэффективность

Уровень влажности воздуха напрямую влияет на энергопотребление зданий:

• При высокой влажности требуется больше энергии на охлаждение воздуха
• Низкая влажность увеличивает потери тепла через испарение
• Оптимальный уровень влажности позволяет снизить затраты на отопление и кондиционирование

Поэтому контроль влажности важен не только для комфорта, но и для экономии энергии.

Заключение

Влажность воздуха — важнейший параметр окружающей среды, влияющий на все аспекты нашей жизни. Понимание принципов измерения и контроля влажности позволяет создавать комфортные условия для жизни и работы, оптимизировать производственные процессы и сохранять природные экосистемы. В современном мире умение управлять влажностью воздуха становится все более важным навыком, применимым в самых разных областях.

«Измерение влажности воздуха» 🖋️ определение абсолютной и относительной влаги, формулы, приборы, принципы и условия снятия показаний

Практическая лабораторная работа по измерению влажности воздуха позволяет познакомиться с понятием влажности воздуха, больше узнать о способах её измерения. Природное явление, оказывающее наибольшее влияние на содержание влаги в атмосфере – процесс испарения воды.

Влажность воздуха – один из важнейших показателей в физике, метеорологии, климатологии и многих других дисциплинах. Значение показателя важно в каждодневной деятельности человека и в быту. При значении этого показателя меньше 40% человек чувствует себя не комфортно.

Цель работы

Познакомиться с понятием «влажность воздуха», получить навык его определения с помощью прибора. 

Оборудование — психрометр бытовой.

Теория

В атмосфере, окружающей нас, всегда присутствует определенное количество молекул воды. Пар в атмосфере появляется, испаряясь с поверхности водоемов, почвы, растительности. Количество воды в атмосфере меняется в значительных пределах, зависит оно от многих факторов. 

Поддержание определенной влажности воздуха, его контроль важен во многих аспектах деятельности человека. При определенных условиях влажности проходят многие технологические процессы, лабораторный анализ, производство продуктов. Отслеживают данный параметр в музеях, книгохранилищах, лечебных учреждениях.

Абсолютная влажность воздуха – показатель, отражающий содержание воды в кубометре воздуха.

Относительная влажность воздуха — это величина, позволяющая оценить, насколько ненасыщен водяной пар. Чем ниже влажность воздуха, тем менее насыщен пар.

Формула для определения:

Парциальное давление пара – давление паров воды при допущении, что отсутствуют другие газы.

Содержание влаги в атмосфере определяют при помощи приборов:

Конденсационный гигрометр — представляет собой установленную на подставке цилиндрическую емкость из металла, с зеркальной крышкой. В верхней части такой емкости есть два отверстия. Первое служит для того, чтобы налить в прибор эфир и установить термометр, вторая соединяется с приспособлением для нагнетания воздуха.

Сквозь коробочку прокачивается воздух. Эфир, испаряясь, охлаждает зеркало. С уменьшением температуры зеркальной поверхности, на ней появляются капли влаги (сконденсировавшийся пар). В этот момент отмечается температура на термометре.

Точка росы – значение температуры, при которой водяной пар конденсируется и выпадает в виде капель.

Используя полученные результаты, сверяясь с таблицей давления насыщенных паров, можно определить влажность воздуха;

1. Волосной гигрометр — в этом приборе в качестве активного элемента используется волос, чаще человеческий. В основе функционирования прибора заложено свойство волоса удлинятся или укорачиваться, в зависимости от уровня содержания влаги в окружающей атмосфере. Если влажность понижается, волос укорачивается и сдвигает стрелку прибора. Подобный метод измерения может оказаться неточным.

2. Психрометр — удобный и точный прибор, состоящий из двух термометров, закрепленных на общей рамке. Резервуар одного из них обмотан тканью, погруженной в сосуд с водой. Анализируя разность показаний сухого и влажного термометров, на основании сведений психрометрической таблицы легко определить содержание паров воды в воздухе.

Ход работы

Задание

Используя показания психрометра и данные психрометрической таблицы, выяснить, какова влажность воздуха в помещении.

1. Начертите таблицу.

2. Внимательно осмотрите психрометр, найдите сухой и влажный термометры. Убедитесь, что в емкости есть вода.

3. Снимите показания сухого термометра. Они соответствуют температуре воздуха в классе. Внесите данные в таблицу (t_сухого).

4. Снимите показания влажного термометра, впишите в раздел t_{влажного}.

5. Рассчитайте разницу между показаниями обоих термометров: Δt.

6. Пользуясь данной психрометрической таблицей, определите влажность воздуха.

7. Сделайте вывод.

Психрометрическая таблица

Пример полученных данных

 

Вывод

Ввлажность воздуха в классе 68%, что является нормой (больше 70%).

При выполнении лабораторной работы мы познакомились с понятием «влажность воздуха» и её типами, приборами, используемыми для определения показателя, определили его значение в классной комнате.

Урок 19. Лабораторная работа № 04. Измерение влажности воздуха

Лабораторная работа № 4

Тема: «ИЗМЕРЕНИЕ ВЛАЖНОСТИ ВОЗДУХА.»

Цель: освоить прием определения относительной влажности воздуха, основанный на использовании психрометра..

Оборудование: 1. Психрометр.

Теория.

В атмосферном воздухе всегда присутствуют пары воды, которая испаряется с поверхности морей, рек, океанов и т.п.

Воздух, содержащий водяной пар, называют влажным.

Влажность воздуха оказывает огромное влияние на многие процессы на Земле :на развитие флоры и фауны, на урожай сельхоз. культур, на продуктивность животноводства и т.д. Влажность воздуха имеет большое значение для здоровья людей, т.к. от неё зависит теплообмен организма человека с окружающей средой. При низкой влажности происходит быстрое испарение с поверхности и высыхание слизистой оболочки носа, гортани, что приводит к ухудшению состояния.

Значит, влажность воздуха надо уметь измерять. Для количественной оценки влажности воздуха используют понятия абсолютной и относительной влажности.

Абсолютная влажность – величина, показывающая, какая масса паров воды находится в 1 м³ воздуха (т.е. это плотность водяного пара). Она равна парциальному давлению пара при данной температуре.

Парциальное давление пара – это давление, которое оказывал бы водяной пар, находящийся в воздухе , если бы все остальные газы отсутствовали.

Относительная влажность воздуха – это величина, показывающая, как далек пар от насыщения. Это отношение парциального давления p водяного пара, содержащегося в воздухе при данной температуре, к давлению насыщенного   пара p₀ при той же температуре, выраженное в процентах:

Если воздух не содержит паров воды, то его абсолютная и относительная влажность равны 0. Предельное значение относительной влажности – 100%. Нормальной для человеческого организма считается влажность 60%.

Для измерения влажности воздуха используют приборы гигрометры и психрометры.

1. Конденсационный гигрометр. Состоит из укрепленной на подставке металлической круглой коробочки с отполированной плоской поверхностью. В коробочке сверху имеются два отверстия. Через одно из них в коробочку наливают эфир и вставляют термометр, а другое соединяют с резиновой грушей. Действие конденсационного гигрометра основано на определении точки росы.

Точка росы – это температура, при которой водяной пар, содержащийся в воздухе, становится насыщенным.

Продувают воздух через эфир (с помощью резиновой груши), при этом эфир быстро испаряется и охлаждает коробочку. Слой водяного пара, находящийся вблизи поверхности коробочки, благодаря теплообмену тоже станет охлаждаться. При определенной температуре этот водяной пар начнет конденсироваться и на отполированной поверхности коробочки появляются капельки воды (роса). По термометру определяют эту температуру, это и будет точка росы. В таблице «Давление насыщенных паров и их плотность при различных температурах» по точке росы находят абсолютную влажность – соответствующую этой температуре плотность паров или их давление.

Давление насыщенных паров и их плотность при различных температурах

t, 0С	р, Па	ρ*10-3, кг/м3	t, 0С	р, Па	ρ*10-3, кг/м3	t, 0С	р, Па	ρ*10-3, кг/м3
— 5	401	3,24	6	933	7,30	17	1933	14,5
— 4	437	3,51	7	1000	7,80	18	2066	15,4
— 3	476	3,81	8	1066	8,30	19	2199	16,3
— 2	517	4,13	9	1146	8,80	20	2333	17,3
— 1	563	4,47	10	1226	9,40	21	2493	18,8
0	613	4,80	11	1306	10,0	22	2639	19,4
1	653	5,20	12	1399	10,7	23	2813	20,6
2	706	5,60	13	1492	11,4	24	2986	21,8
3	760	6,00	14	1599	12,1	25	3173	23,0
4	813	6,40	15	1706	12,8	26	3359	24,4
5	880	6,80	16	1813	13,6	27	3559	25,8

Чтобы найти относительную влажность, надо давление насыщенного пара при температуре точки росы разделить на давление насыщенного пара при температуре окружающего воздуха и умножить на 100%.

2. Волосной гигрометр. Его работа основана на том, что обезжиренный человеческий волос при увеличении влажности воздуха удлиняется, а при уменьшении влажности укорачивается. Волос оборачивают вокруг легкого блока, прикрепив один конец к раме, а к другому подвешивают груз. При изменении длины волоса указатель (стрелка), прикрепленный к блоку, будет двигаться, перемещаясь по шкале. Шкалу градуируют по эталонному прибору.

3. Психрометр. (от греч «психриа» — холод). Состоит из двух одинаковых термометров. Резервуар одного из них обернут марлей, опущенной в сосуд с водой. Вода смачивает марлю на резервуаре термометра и при её испарении он охлаждается. По разности температур сухого и влажного термометров по психрометрической таблице определяют влажность воздуха.

Ход работы.

Задание 1. Измеритьвлажность воздуха с помощью психрометра.

1. Подготовить таблицу для записи результатов измерений и вычислений:

№ опыта	tсухого, 0С	tвлажного, 0С	Δt, 0С	φ, %
1

2. Рассмотреть устройство психрометра.
3. По показаниям сухого термометра измерить температуру воздуха t_сухого в помещении.
4. Записать показания термометра, резервуар которого обмотан марлей t_{влажного}
5. Вычислить разность показаний термометров Δt = t_сухого — t_{влажного}
6. По психрометрической таблице определить влажность воздуха φ
7. Результаты измерений и вычислений занести в таблицу.
8. Сделайте вывод о том, нормальная ли влажность воздуха в помещении.
9. Ответьте на контрольные вопросы.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ.

1. Почему при продувании воздуха через эфир, на полированной поверхности стенки камеры гигрометра появляется роса? В какой момент появляется роса?
2. Почему показания «влажного» термометра меньше показаний «сухого» термометра?
3. Могут ли в ходе опытов температуры «сухого» и «влажного» термометров оказаться одинаковыми?
4. При каком условии разности показаний термометров наибольшая?
5. Может ли температура «влажного» термометра оказаться выше температуры «сухого» термометра?
6. Сухой и влажный термометр психрометра показывают одну и ту же температуру. Какова относительная влажность воздуха?
7. Каким может быть предельное значение относительной влажности воздуха?

Психрометрическая таблица.

tсухого,0С	Разность показаний сухого и влажного термометров
	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
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
9	100	88	76	64	53	42	31	21
10	100	88	76	65	54	44	34	24	14	4
11	100	88	77	66	56	46	36	26	17	8
12	100	89	78	68	57	48	38	29	20	11
13	100	89	79	69	59	49	40	31	23	14	6
14	100	90	79	70	60	51	42	33	25	17	9
15	100	90	80	71	61	52	44	36	27	20	12	5
16	100	90	81	71	62	54	45	37	30	22	15	8
17	100	90	81	72	64	55	47	39	32	24	17	10
18	100	91	82	73	64	56	48	41	34	26	20	13
19	100	91	82	74	65	58	50	43	35	29	22	15
20	100	91	83	74	66	59	51	44	37	30	24	18
21	100	91	83	75	67	60	52	46	39	32	26	20
22	100	92	83	76	68	61	54	47	40	34	28	22
23	100	92	84	76	69	61	55	48	42	36	30	24
24	100	92	84	77	69	62	56	49	43	37	31	26
25	100	92	84	77	70	63	57	50	44	38	33	27
26	100	92	85	78	71	64	58	51	45	40	34	29
27	100	92	85	78	71	65	59	52	47	41	36	30
28	100	93	85	78	72	65	59	53	48	42	37	32

Вариант выполнения работы.

Показания сухого термометра 24 ⁰С.

Показания влажного термометра 21 ⁰С.

Урок 19. Лабораторная работа № 04. Измерение влажности воздуха

Лабораторная работа № 4

Тема: «ИЗМЕРЕНИЕ ВЛАЖНОСТИ ВОЗДУХА.»

Цель: освоить прием определения относительной влажности воздуха, основанный на использовании психрометра..

Оборудование: 1. Психрометр.

Теория.

В атмосферном воздухе всегда присутствуют пары воды, которая испаряется с поверхности морей, рек, океанов и т.п.

Воздух, содержащий водяной пар, называют влажным.

Влажность воздуха оказывает огромное влияние на многие процессы на Земле :на развитие флоры и фауны, на урожай сельхоз. культур, на продуктивность животноводства и т.д. Влажность воздуха имеет большое значение для здоровья людей, т.к. от неё зависит теплообмен организма человека с окружающей средой. При низкой влажности происходит быстрое испарение с поверхности и высыхание слизистой оболочки носа, гортани, что приводит к ухудшению состояния.

Значит, влажность воздуха надо уметь измерять. Для количественной оценки влажности воздуха используют понятия абсолютной и относительной влажности.

Абсолютная влажность – величина, показывающая, какая масса паров воды находится в 1 м³ воздуха (т.е. это плотность водяного пара). Она равна парциальному давлению пара при данной температуре.

Парциальное давление пара – это давление, которое оказывал бы водяной пар, находящийся в воздухе , если бы все остальные газы отсутствовали.

Относительная влажность воздуха – это величина, показывающая, как далек пар от насыщения. Это отношение парциального давления p водяного пара, содержащегося в воздухе при данной температуре, к давлению насыщенного   пара p₀ при той же температуре, выраженное в процентах:

Если воздух не содержит паров воды, то его абсолютная и относительная влажность равны 0. Предельное значение относительной влажности – 100%. Нормальной для человеческого организма считается влажность 60%.

Для измерения влажности воздуха используют приборы гигрометры и психрометры.

1. Конденсационный гигрометр. Состоит из укрепленной на подставке металлической круглой коробочки с отполированной плоской поверхностью. В коробочке сверху имеются два отверстия. Через одно из них в коробочку наливают эфир и вставляют термометр, а другое соединяют с резиновой грушей. Действие конденсационного гигрометра основано на определении точки росы.

Точка росы – это температура, при которой водяной пар, содержащийся в воздухе, становится насыщенным.

Продувают воздух через эфир (с помощью резиновой груши), при этом эфир быстро испаряется и охлаждает коробочку. Слой водяного пара, находящийся вблизи поверхности коробочки, благодаря теплообмену тоже станет охлаждаться. При определенной температуре этот водяной пар начнет конденсироваться и на отполированной поверхности коробочки появляются капельки воды (роса). По термометру определяют эту температуру, это и будет точка росы. В таблице «Давление насыщенных паров и их плотность при различных температурах» по точке росы находят абсолютную влажность – соответствующую этой температуре плотность паров или их давление.

Давление насыщенных паров и их плотность при различных температурах

t, 0С	р, Па	ρ*10-3, кг/м3	t, 0С	р, Па	ρ*10-3, кг/м3	t, 0С	р, Па	ρ*10-3, кг/м3
— 5	401	3,24	6	933	7,30	17	1933	14,5
— 4	437	3,51	7	1000	7,80	18	2066	15,4
— 3	476	3,81	8	1066	8,30	19	2199	16,3
— 2	517	4,13	9	1146	8,80	20	2333	17,3
— 1	563	4,47	10	1226	9,40	21	2493	18,8
0	613	4,80	11	1306	10,0	22	2639	19,4
1	653	5,20	12	1399	10,7	23	2813	20,6
2	706	5,60	13	1492	11,4	24	2986	21,8
3	760	6,00	14	1599	12,1	25	3173	23,0
4	813	6,40	15	1706	12,8	26	3359	24,4
5	880	6,80	16	1813	13,6	27	3559	25,8

Чтобы найти относительную влажность, надо давление насыщенного пара при температуре точки росы разделить на давление насыщенного пара при температуре окружающего воздуха и умножить на 100%.

2. Волосной гигрометр. Его работа основана на том, что обезжиренный человеческий волос при увеличении влажности воздуха удлиняется, а при уменьшении влажности укорачивается. Волос оборачивают вокруг легкого блока, прикрепив один конец к раме, а к другому подвешивают груз. При изменении длины волоса указатель (стрелка), прикрепленный к блоку, будет двигаться, перемещаясь по шкале. Шкалу градуируют по эталонному прибору.

3. Психрометр. (от греч «психриа» — холод). Состоит из двух одинаковых термометров. Резервуар одного из них обернут марлей, опущенной в сосуд с водой. Вода смачивает марлю на резервуаре термометра и при её испарении он охлаждается. По разности температур сухого и влажного термометров по психрометрической таблице определяют влажность воздуха.

Ход работы.

Задание 1. Измеритьвлажность воздуха с помощью психрометра.

1. Подготовить таблицу для записи результатов измерений и вычислений:

№ опыта	tсухого, 0С	tвлажного, 0С	Δt, 0С	φ, %
1

2. Рассмотреть устройство психрометра.
3. По показаниям сухого термометра измерить температуру воздуха t_сухого в помещении.
4. Записать показания термометра, резервуар которого обмотан марлей t_{влажного}
5. Вычислить разность показаний термометров Δt = t_сухого — t_{влажного}
6. По психрометрической таблице определить влажность воздуха φ
7. Результаты измерений и вычислений занести в таблицу.
8. Сделайте вывод о том, нормальная ли влажность воздуха в помещении.
9. Ответьте на контрольные вопросы.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ.

1. Почему при продувании воздуха через эфир, на полированной поверхности стенки камеры гигрометра появляется роса? В какой момент появляется роса?
2. Почему показания «влажного» термометра меньше показаний «сухого» термометра?
3. Могут ли в ходе опытов температуры «сухого» и «влажного» термометров оказаться одинаковыми?
4. При каком условии разности показаний термометров наибольшая?
5. Может ли температура «влажного» термометра оказаться выше температуры «сухого» термометра?
6. Сухой и влажный термометр психрометра показывают одну и ту же температуру. Какова относительная влажность воздуха?
7. Каким может быть предельное значение относительной влажности воздуха?

Психрометрическая таблица.

tсухого,0С	Разность показаний сухого и влажного термометров
	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
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
9	100	88	76	64	53	42	31	21
10	100	88	76	65	54	44	34	24	14	4
11	100	88	77	66	56	46	36	26	17	8
12	100	89	78	68	57	48	38	29	20	11
13	100	89	79	69	59	49	40	31	23	14	6
14	100	90	79	70	60	51	42	33	25	17	9
15	100	90	80	71	61	52	44	36	27	20	12	5
16	100	90	81	71	62	54	45	37	30	22	15	8
17	100	90	81	72	64	55	47	39	32	24	17	10
18	100	91	82	73	64	56	48	41	34	26	20	13
19	100	91	82	74	65	58	50	43	35	29	22	15
20	100	91	83	74	66	59	51	44	37	30	24	18
21	100	91	83	75	67	60	52	46	39	32	26	20
22	100	92	83	76	68	61	54	47	40	34	28	22
23	100	92	84	76	69	61	55	48	42	36	30	24
24	100	92	84	77	69	62	56	49	43	37	31	26
25	100	92	84	77	70	63	57	50	44	38	33	27
26	100	92	85	78	71	64	58	51	45	40	34	29
27	100	92	85	78	71	65	59	52	47	41	36	30
28	100	93	85	78	72	65	59	53	48	42	37	32

Вариант выполнения работы.

Показания сухого термометра 24 ⁰С.

Показания влажного термометра 21 ⁰С.

Лабораторная работа по физике на тему: «Измерение влажности воздуха»

Практическая лабораторная работа по измерению влажности воздуха позволяет познакомиться с понятием влажности воздуха, больше узнать о способах её измерения. Природное явление, оказывающее наибольшее влияние на содержание влаги в атмосфере – процесс испарения воды.

Влажность воздуха – один из важнейших показателей в физике, метеорологии, климатологии и многих других дисциплинах. Значение показателя важно в каждодневной деятельности человека и в быту. При значении этого показателя меньше 40% человек чувствует себя не комфортно.

Цель работы

Познакомиться с понятием «влажность воздуха», получить навык его определения с помощью прибора. 

Оборудование – психрометр бытовой.

Теория

В атмосфере, окружающей нас, всегда присутствует определенное количество молекул воды. Пар в атмосфере появляется, испаряясь с поверхности водоемов, почвы, растительности. Количество воды в атмосфере меняется в значительных пределах, зависит оно от многих факторов. 

Поддержание определенной влажности воздуха, его контроль важен во многих аспектах деятельности человека. При определенных условиях влажности проходят многие технологические процессы, лабораторный анализ, производство продуктов. Отслеживают данный параметр в музеях, книгохранилищах, лечебных учреждениях.

Абсолютная влажность воздуха – показатель, отражающий содержание воды в кубометре воздуха.

Относительная влажность воздуха – это величина, позволяющая оценить, насколько ненасыщен водяной пар. Чем ниже влажность воздуха, тем менее насыщен пар.

Формула для определения:

Парциальное давление пара – давление паров воды при допущении, что отсутствуют другие газы.

Содержание влаги в атмосфере определяют при помощи приборов:

Конденсационный гигрометр – представляет собой установленную на подставке цилиндрическую емкость из металла, с зеркальной крышкой. В верхней части такой емкости есть два отверстия. Первое служит для того, чтобы налить в прибор эфир и установить термометр, вторая соединяется с приспособлением для нагнетания воздуха.

Сквозь коробочку прокачивается воздух. Эфир, испаряясь, охлаждает зеркало. С уменьшением температуры зеркальной поверхности, на ней появляются капли влаги (сконденсировавшийся пар). В этот момент отмечается температура на термометре.

Точка росы – значение температуры, при которой водяной пар конденсируется и выпадает в виде капель.

Используя полученные результаты, сверяясь с таблицей давления насыщенных паров, можно определить влажность воздуха;

Волосной гигрометр – в этом приборе в качестве активного элемента используется волос, чаще человеческий. В основе функционирования прибора заложено свойство волоса удлинятся или укорачиваться, в зависимости от уровня содержания влаги в окружающей атмосфере. Если влажность понижается, волос укорачивается и сдвигает стрелку прибора. Подобный метод измерения может оказаться неточным.

Психрометр – удобный и точный прибор, состоящий из двух термометров, закрепленных на общей рамке. Резервуар одного из них обмотан тканью, погруженной в сосуд с водой. Анализируя разность показаний сухого и влажного термометров, на основании сведений психрометрической таблицы легко определить содержание паров воды в воздухе.

Ход работы

Задание

Используя показания психрометра и данные психрометрической таблицы, выяснить, какова влажность воздуха в помещении.

Начертите таблицу.

Внимательно осмотрите психрометр, найдите сухой и влажный термометры. Убедитесь, что в емкости есть вода.

Снимите показания сухого термометра. Они соответствуют температуре воздуха в классе. Внесите данные в таблицу (tсухого).

Снимите показания влажного термометра, впишите в раздел tвлажного.

Рассчитайте разницу между показаниями обоих термометров: Δt.

Пользуясь данной психрометрической таблицей, определите влажность воздуха.

Сделайте вывод.

Психрометрическая таблица

Пример полученных данных

 

Вывод

Ввлажность воздуха в классе 68%, что является нормой (больше 70%).

При выполнении лабораторной работы мы познакомились с понятием «влажность воздуха» и её типами, приборами, используемыми для определения показателя, определили его значение в классной комнате.

Предыдущая

ФизикаБаллистическое движение — характеристика, основные формулы и уравнения

Следующая

ФизикаПредел прочности материала при растяжении — формула, характеристики и расчеты

Я15. Лабораторная работа № 5. Измерение влажности воздуха

Лабораторная работа № 5

Тема: «ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОТНОСИТЕЛЬНОЙ ВЛАЖНОСТИ ВОЗДУХА С ПОМОЩЬЮ ПСИХРОМЕТРА.»

Цель: освоить прием определения относительной влажности воздуха, основанный на использовании психрометра..

Оборудование: 1. Психрометр.

Теория.

   В атмосферном воздухе всегда присутствуют пары воды, которая испаряется с поверхности морей, рек, океанов и т.п.

   Воздух, содержащий водяной пар, называют влажным.

   Влажность воздуха оказывает огромное влияние на многие процессы на Земле :на развитие флоры и фауны, на урожай сельхоз. культур, на продуктивность животноводства и т.д. Влажность воздуха имеет большое значение для здоровья людей, т.к. от неё зависит теплообмен организма человека с окружающей средой. При низкой влажности происходит быстрое испарение с поверхности и высыхание слизистой оболочки носа, гортани, что приводит к ухудшению состояния.

   Значит, влажность воздуха надо уметь измерять. Для количественной оценки влажности воздуха используют понятия абсолютной и относительной влажности.

   Абсолютная влажность – величина, показывающая, какая масса паров воды находится в 1 м³ воздуха (т.е. это плотность водяного пара). Она равна парциальному давлению пара при данной температуре.

   Парциальное давление пара – это давление, которое оказывал бы водяной пар, находящийся в воздухе , если бы все остальные газы отсутствовали.      

   Относительная влажность воздуха – это величина, показывающая, как далек пар от насыщения. Это отношение парциального давления p водяного пара, содержащегося в воздухе при данной температуре, к давлению насыщенного   пара p₀ при той же температуре, выраженное в процентах:

   Если воздух не содержит паров воды, то его абсолютная и относительная влажность равны 0. Предельное значение относительной влажности – 100%. Нормальной для человеческого организма считается влажность 60%.

   Для измерения влажности воздуха используют приборы гигрометры и психрометры.

   1. Конденсационный гигрометр. Состоит из укрепленной на подставке металлической круглой коробочки с отполированной плоской поверхностью. В коробочке сверху имеются два отверстия. Через одно из них в коробочку наливают эфир и вставляют термометр, а другое соединяют с резиновой грушей. Действие конденсационного гигрометра основано на определении точки росы.

   Точка росы – это температура, при которой водяной пар, содержащийся в воздухе, становится насыщенным.

   Продувают воздух через эфир (с помощью резиновой груши), при этом эфир быстро испаряется и охлаждает коробочку. Слой водяного пара, находящийся вблизи поверхности коробочки, благодаря теплообмену тоже станет охлаждаться. При определенной температуре этот водяной пар начнет конденсироваться и на отполированной поверхности коробочки появляются капельки воды (роса). По термометру определяют эту температуру, это и будет точка росы. В таблице «Давление насыщенных паров и их плотность при различных температурах» по точке росы находят абсолютную влажность – соответствующую этой температуре плотность паров или их давление.

Давление насыщенных паров и их плотность при различных температурах

t, 0С	р, Па	ρ*10-3, кг/м3	t, 0С	р, Па	ρ*10-3, кг/м3	t, 0С	р, Па	ρ*10-3, кг/м3
— 5	401	3,24	6	933	7,30	17	1933	14,5
— 4	437	3,51	7	1000	7,80	18	2066	15,4
— 3	476	3,81	8	1066	8,30	19	2199	16,3
— 2	517	4,13	9	1146	8,80	20	2333	17,3
— 1	563	4,47	10	1226	9,40	21	2493	18,8
0	613	4,80	11	1306	10,0	22	2639	19,4
1	653	5,20	12	1399	10,7	23	2813	20,6
2	706	5,60	13	1492	11,4	24	2986	21,8
3	760	6,00	14	1599	12,1	25	3173	23,0
4	813	6,40	15	1706	12,8	26	3359	24,4
5	880	6,80	16	1813	13,6	27	3559	25,8

   Чтобы найти относительную влажность, надо давление насыщенного пара при температуре точки росы разделить на давление насыщенного пара при температуре окружающего воздуха и умножить на 100%.

   2. Волосной гигрометр. Его работа основана на том, что обезжиренный человеческий волос при увеличении влажности воздуха удлиняется, а при уменьшении влажности укорачивается. Волос оборачивают вокруг легкого блока, прикрепив один конец к раме, а к другому подвешивают груз. При изменении длины волоса указатель (стрелка), прикрепленный к блоку, будет двигаться, перемещаясь по шкале. Шкалу градуируют по эталонному прибору.

   3. Психрометр. (от греч «психриа» — холод). Состоит из двух одинаковых термометров. Резервуар одного из них обернут марлей, опущенной в сосуд с водой. Вода смачивает марлю на резервуаре термометра и при её испарении он охлаждается. По разности температур сухого и влажного термометров по психрометрической таблице определяют влажность воздуха.

Ход работы.

   Задание 1. Измерить влажность воздуха с помощью психрометра.

1. Подготовить таблицу для записи результатов измерений и вычислений:

№ опыта	tсухого, 0С	tвлажного, 0С	Δt, 0С	φ, %
1

2. Рассмотреть устройство психрометра.
3. По показаниям сухого термометра измерить температуру воздуха t_сухого в помещении.
4. Записать показания термометра, резервуар которого обмотан марлей t_{влажного}
5. Вычислить разность показаний термометров Δt = t_сухого — t_{влажного}
6. По психрометрической таблице определить влажность воздуха φ
7. Результаты измерений и вычислений занести в таблицу.
8. Сделайте вывод о том, нормальная ли влажность воздуха в помещении.
9. Ответьте на контрольные вопросы.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ.

1. Почему при продувании воздуха через эфир, на полированной поверхности стенки камеры гигрометра появляется роса? В какой момент появляется роса?
2. Почему показания «влажного» термометра меньше показаний «сухого» термометра?
3. Могут ли в ходе опытов температуры «сухого» и «влажного» термометров оказаться одинаковыми?
4. При каком условии разности показаний термометров наибольшая?
5. Может ли температура «влажного» термометра оказаться выше температуры «сухого» термометра?
6. Сухой и влажный термометр психрометра показывают одну и ту же температуру. Какова относительная влажность воздуха?
7. Каким может быть предельное значение относительной влажности воздуха?

Психрометрическая таблица.

tсухого, 0С	Разность показаний сухого и влажного термометров
	0	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	11
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
9	100	88	76	64	53	42	31	21
10	100	88	76	65	54	44	34	24	14	4
11	100	88	77	66	56	46	36	26	17	8
12	100	89	78	68	57	48	38	29	20	11
13	100	89	79	69	59	49	40	31	23	14	6
14	100	90	79	70	60	51	42	33	25	17	9
15	100	90	80	71	61	52	44	36	27	20	12	5
16	100	90	81	71	62	54	45	37	30	22	15	8
17	100	90	81	72	64	55	47	39	32	24	17	10
18	100	91	82	73	64	56	48	41	34	26	20	13
19	100	91	82	74	65	58	50	43	35	29	22	15
20	100	91	83	74	66	59	51	44	37	30	24	18
21	100	91	83	75	67	60	52	46	39	32	26	20
22	100	92	83	76	68	61	54	47	40	34	28	22
23	100	92	84	76	69	61	55	48	42	36	30	24
24	100	92	84	77	69	62	56	49	43	37	31	26
25	100	92	84	77	70	63	57	50	44	38	33	27
26	100	92	85	78	71	64	58	51	45	40	34	29
27	100	92	85	78	71	65	59	52	47	41	36	30
28	100	93	85	78	72	65	59	53	48	42	37	32

    Вариант выполнения работы.

    Показания сухого термометра 24 ⁰С.

    Показания влажного термометра 21 ⁰С.

Учебно-методическое пособие по физике (10 класс) на тему: Лабораторная работа «Определение относительной влажности воздуха»

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОТНОСИТЕЛЬНОЙ ВЛАЖНОСТИ ВОЗДУХА

ЦЕЛЬ РАБОТЫ: 1. Научиться пользоваться психрометрической таблицей для определения влажности воздуха.                            

2. Определить влажность воздуха в аудитории.

ОБОРУДОВАНИЕ: 1. Сухой и влажный термометр – 3 комплекта

                                   2. Психрометрическая таблица.

ТЕОРИЯ:

Атмосферный воздух представляет собой смесь различных газов: азота (N2), кислорода (О2), углекислого газа (СО2), водорода (Н2) и ряда других. В воздухе практически всегда имеется некоторое количество водяного пара. Каждый из газов вносит свой вклад в суммарное давление, производимое воздухом на находящиеся в нем тела. По закону Дальтона давление воздуха равно сумме парциальных давлений составляющих его газов:

Рвозд = РN   + РО   + РСО  + РН  О

        

Абсолютная влажность (парциальное давление водяного пара) – давление, которое производил бы водяной пар, если бы все остальные газы отсутствовали. Ее выражают в единицах давления – Па (Паскалях) или мм рт. ст. (миллиметрах ртутного столба).

         Абсолютной влажностью называют и содержание паров воды в единице объема воздуха. В этом случае ее выражают в единицах плотности – кг/м3.

По парциальному давлению водяного пара нельзя судить о том, насколько водяной пар далек от насыщения, а именно от этого зависит интенсивность испарения воды (или ее конденсация) и, следовательно, потеря влаги живыми организмами. Поэтому вводят величину, показывающую, насколько водяной пар при данной температуре далек от насыщения – относительную влажность.

Относительной влажностью воздуха (φ) называют отношение парциального давления водяного пара, содержащегося в воздухе при данной температуре, к давлению насыщенного пара при той же температуре, выраженное в процентах:

φ = %

Влажность воздуха измеряют с помощью особых приборов: гигрометров и психрометров. Психрометр состоит из двух термометров. Резервуар одного из них остается сухим, и термометр показывает температуру воздуха. Резервуар другого окружен полоской ткани, конец которой опущен в воду. Вода испаряется и, благодаря этому, термометр охлаждается. Чем больше относительная влажность, тем менее интенсивно идет испарение и тем более высокую температуру показывает этот «влажный» термометр. По разности температур термометров с помощью специальных таблиц можно определить влажность воздуха.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ:

1. Снять показания трех «сухих» и трех «влажных» термометров, обращая внимание на цену деления термометров.
2. По показаниям термометров сгруппировать их в три пары: «сухой — влажный». Определить разность показаний в каждой паре.
3. Пользуясь психрометрической таблицей, определить относительную влажность воздуха  для каждой пары термометров.
4. Определить среднее значение относительной влажности воздуха  по формуле:

φср. =

      5. Определить погрешности измерений:

      абсолютную – Δφ = ;   Δφср. =

      относительную – δφср. = %

      6. Оформить отчет. Данные опытов и результаты вычислений занести в таблицу.

№	t ºсух	t ºвл.	t ºсух — t ºвл.	φ	φср	Δφ	Δφср	δφср.
1
2
3

     

      7.  Сделать вывод.

 

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ:

1. Что такое насыщенный и ненасыщенный пар?
2. Что такое точка росы?
3. Что такое абсолютная влажность воздуха, относительная влажность воздуха?  
4. Относительная влажность воздуха в комнате 43%, температура — 19ºС. Какую температуру покажет влажный термометр психрометра?
5. В комнате объемом 200 м3 относительная влажность воздуха при 20ºС равна 70%. Определить массу водяных паров в воздухе комнаты.
6. Относительная влажность воздуха при 20ºС равна 58%. При какой максимальной температуре выпадет роса?

Лабораторная работа №3 «Измерение влажности воздуха»

План- конспект урока по физике

Класс: 8 Дата

Лабораторная работа №3.

Тема: «Измерение влажности воздуха»

Цель урока: организовать самостоятельную деятельность учеников при выполнении лабораторной работы.

Задачи: обучающие: сформировать представление об абсолютной и относительной влажности воздуха, научить обучающихся измерять влажность воздуха при помощи приборов для измерения влажности –психрометра;

развивающие: развивать умение анализировать информацию, пользоваться справочными табличными данными, анализировать результаты эксперимента;

воспитательные: показать важность понятия влажности воздуха в жизнедеятельности человека.

Оборудование: прибор для измерения влажности воздуха, психометрическая таблица, стакан с водой, тетради для лабораторных работ.

Тип урока: урок закрепления знаний и формирования ЗУН 

Ход урока.

Ⅰ. Организационный момент.

Приветствие учеников. Проверка готовности к уроку, посещаемости.

Сообщение темы урока, целей и задач.

ⅠⅠ. Актуализация знаний.

1. Что показывает абсолютная влажность воздуха?

2. Отношение каких величин мы должны найти, чтобы определить относительную влажность воздуха?

3. Какие приборы используют для определения влажности воздуха?

4. Зачем необходимо знать показатель влажности воздуха в бытовых помещениях, на производстве, в музеях и т.п.?

5. Что такое точка росы?

ⅠⅠⅠ. Выполнение лабораторной работы.

Обучающиеся записуют в тетрадь для лабораторных работ тему, цель работы, оборудование.

Учитель проводит инструктаж по БЖ при работе со стеклянными приборами

Порядок выполнения работы

1. Определите цену деления термометра. Измерьте температуру воздуха в классе при помощи «сухого» термометр психометра: t_сух. = ____

2. Оберните резервуар, второго «влажного» термометра кусочком влажной марли и держите некоторое время «влажный» термометр в воздухе. Следите за показанием термометра. Как только показание термометра перестанет меняться запишите его t_влаж. = ________

4. Определите разность показаний Δt= t_сух.— t_влаж = _______________________

5. По психрометрической таблице определите относительную влажность воздуха: φ =_____

6. Измерив на улице температуру «сухого» и «влажного» термометра, определите влажность воздуха на улице.

Ответьте на контрольные вопросы:

1. Почему температура «влажного» термометра ниже, чем «сухого»? ( с поверхности влажного-испаряется жидкость, забирая с собой часть энергии, уменьшая температуру)

2. В каком случае температура «влажного» термометра будет равна температуре «сухого» термометра? (влажность воздуха 100 %, в резервуаре закончилась вода и марля высохла)

Сделайте вывод, сравнив все полученные на уроке значения влажности воздуха.

ⅠⅤ. Подведение итогов урока.

Какую физическую величину на уроке мы измерили?

При помощи какого прибора? Из чего он состоит?

Что в работе вызвало затруднения?

Ⅴ. Домашнее задание: §15, стр.40 Белага В.В., Ломаченков И.А. Физика 8, 2016

Влажность воздуха, измеренная по температуре сухого и влажного термометра

Влажность воздуха можно оценить, измерив

• температуры по сухому термометру и
• температуры по влажному термометру

Температура сухого термометра — T _дБ — можно измерить простым термометром, как показано выше.

Температура влажного термометра — T _wb — может быть измерена стандартным термометром с влажной тканью, хлопчатобумажной или аналогичной, вокруг лампы.Обратите внимание, что постоянный поток воздуха вокруг термометра важен для испарения воды с влажной одежды и достижения правильной температуры по влажному термометру.

Достаточное движение воздуха может быть достигнуто с помощью термометра на стропе или подобного.

Относительную влажность можно оценить по таблицам ниже или, альтернативно, с помощью психрометрии или диаграммы Молье.

Пример — Состояние воздуха на диаграмме Молье

Если температура воздуха по сухому термометру составляет 19 ^o C , а температура термометра составляет 12 ^o C — тогда состояние воздуха может быть визуализируется на диаграмме Молье, как показано ниже.

• относительная влажность составляет примерно 42%
• коэффициент влажности примерно 0,0057 кг _h3o / кг _{dry_air}

Относительная влажность — температура в градусах Цельсия

Таблица ниже может быть используется для оценки относительной влажности воздуха, если известны температуры по сухому и влажному термометру.

901 24 10

Относительная влажность — RH (%)
T дБ — T wb ( o C )	Температура сухого термометра — T дБ ( o C )
	15	18	20	22	25	27	30	33
1				91	91	92	92	92	93	93
2	80	82	83	84	85 87125	4	85	900
3	71	73	75	76	77	78	79	80
4	62	65	67	68	70	71	73	74
5	53	57	59	59		67	69
6	44	49	52	54	57	59	61	63
7				36 47	51	53	55	58
8	28	34	38	41	45	47	50	4 47	50	4	27	31	34	39	41	45	48
13	20	25	28	33	36	40	43

Пример — Относительная влажность

Если температура воздуха по сухому термометру ^o C и температура термобаллона 12 ^o C — тогда разница между ними составляет 6 ^o C .Используя таблицу выше

• , относительная влажность составляет приблизительно 49%

Пример — Состояние воздуха на психрометрической диаграмме

Состояние воздуха с температурой по сухому термометру 75 ^o F и влажному термометру температура 62,5 ^o F можно визуализировать на психрометрической диаграмме, как показано ниже.

• относительная влажность составляет примерно 50%
• коэффициент влажности составляет примерно 65 зерен _h3o / фунт _{dry_air}

Относительная влажность — температура по Фаренгейту

Таблица ниже может быть используется для оценки относительной влажности воздуха, если известны температуры по сухому и влажному термометру.

80124 75 901 24 10

Относительная влажность — RH (% )
T дБ — T wb ( o F )	Температура сухого термометра — T дБ ( o F )
	60	64	68	72	76	80	84	88
1	94	94 95	95	95	96	96	96	96
2	90	90	90	91	91	92	4 92	900
3	84	85	85	86	87	88	88	89
4	78	80	81	82	83	84	84	85
5	73	76	78	80	81
6	68	70	72	73	75	76	77	78
67							69	71	72	73	74
8	58	61	63	65	67	68	70	4 5	57	59	61	63	65	66	68
49	52	55	57	59	61	63	64

.

Отношение влажности воздуха

Отношение влажности влажного воздуха можно выразить через

• массу водяного пара во влажном воздухе — к массе сухого воздуха или через
• парциальное давление пара в воздух — к парциальному давлению сухого воздуха

Отношение влажности по массе

Отношение влажности по массе может быть выражено как

• отношение фактической массы водяного пара, присутствующего во влажном воздухе, к массе сухого воздух

Коэффициент влажности обычно выражается в килограммах (или фунтах) водяного пара на килограмм (или фунт) сухого воздуха.

Коэффициент влажности, выраженный массой:

x = m _w / m _a (1)

где

x = соотношение влажности (кг _вода / кг _{dry_air} , фунт _вода / фунт _{dry_air} )

м _w = масса водяного пара (кг, фунты)

м _a = масса сухого воздуха (кг, фунт)

Соотношение влажности по парциальному давлению пара

На основании закона идеального газа соотношение влажности может быть выражено как

x = 0.62198 p _w / (p _a — p _w ) (2)

где

p _w = парциальное давление водяного пара во влажном воздухе (Па, фунт / кв. Дюйм)

p _a = атмосферное давление влажного воздуха (Па, фунт / кв. Дюйм)

Максимальное количество водяного пара в воздухе достигается, когда p _w = p _ws давление насыщения воды пар при фактической температуре.(2) можно изменить на:

x _s = 0,62198 p _ws / (p _a — p _ws ) (3)

где

x _s = максимальный коэффициент насыщения и влажности воздуха (кг _воды / кг _{воздуха} , фунт _воды / фунт _{dry_air} )

p _ws = давление насыщения водяного пара

Давление водяного пара мала по отношению к атмосферному давлению, а соотношение между отношением влажности и давлением насыщения почти линейно.

Примечание! — будьте осторожны с этими уравнениями при более высоких температурах — как указано в разделе «Температура и влагоудерживающая способность воздуха».

Максимальная удельная влажность при некоторых стандартных температурах:

Температура ( o C )	Водяной пар Давление насыщения ( Па )	Максимальное насыщение Отношение влажности воздуха 900 x — ( кг w / кг a )
0	609.9	0,003767
5	870	0,005387
10	1225	0,007612
15	1701		1701	15	1701
25	3130	0,019826
30	4234	0,027125

Обратите внимание на , что коэффициент насыщения и максимальное давление водяного пара резко возрастают температура.Это важно для производительности процессов сушки.

Пример — коэффициент влажности влажного воздуха

Коэффициент влажности насыщенного влажного воздуха при 20 ^o C с парциальным давлением водяного пара 2333 Па при атмосферном давлении 101325 Па ( 1013 мбар, 760 мм рт. ) можно рассчитать как:

x = 0. 62198 (2333 Па) / ((101325 Па) — (2333 Па))

= 0.0147 (кг / кг)

= 14,7 (г / кг)

.

Относительная влажность воздуха

Влажность — это количество водяного пара, присутствующего в воздухе. Он может быть выражен как абсолютное, конкретное или относительное значение.

Относительная влажность выражается

• парциальным давлением пара и воздуха,
• плотностью пара и воздуха или
• фактической массой пара и воздуха

Относительная влажность обычно выражается в процентах и ​​сокращается. на φ или RH .

Относительная влажность и парциальное давление пара

Относительная влажность как отношение парциального давления пара в воздухе к парциальному давлению пара насыщения, если воздух имеет фактическую температуру по сухому термометру.

φ = p _w / p _ws 100% (1)

где

φ = относительная влажность [%]

p _w = парциальное давление пара [бар]

p _ws = парциальное давление насыщенного пара при фактической температуре сухого термометра [мбар].Это давление пара при максимальном содержании водяного газа в воздухе до того, как он начнет конденсироваться в виде жидкой воды.

Давление насыщения пара при различных температурах:

Температура		Давление насыщенного пара [10 -3 бар]
[ o C]	[ o F]
-18	0	1,5
-15	5	1.9
-12	10	2,4
-9	15	3,0
-7	20	3,7
-4	25	4,6
-1	30	5,6
2	35	6,9
4	40	8,4
7	45	10.3
10	50	12,3
13	55	14,8
16	60	17,7
18	65	21,0
21	70	25,0
24	75	29,6
27	80	35,0
29	85	41.0
32	90	48,1
35	95	56,2
38	100	65,6
41	105	76,2
43	110	87,8
46	115	101,4
49	120	116,8
52	125	134.2

• 10 ^-3 бар = 1 миллибар
• 1 бар = 1000 мбар = 10 ⁵ Па (Н / м ² ) = 0,1 Н / мм ² = 10,197 кп / м ² = 10,20 м H ₂ O = 0,9869 атм = 14,50 фунт / кв. дюйм (фунт _на / дюйм ² ) = 10 ⁶ дин / см ² = 750 мм рт. ст.

Если давление водяного пара в воздухе составляет 10,3 мбар, пар насыщается на поверхности с температурой 45 ^o F (7 ^o C).

Примечание! Атмосферное давление воздуха 1013 мбар (101,325 кПа, 760 мм рт. Ст.). Как мы видим, максимальное давление водяного пара — давление насыщения — относительно невелико.

Пример: относительная влажность и давление пара

Из приведенной выше таблицы давление насыщения при 70 ^o F (21 ^o C) составляет 25,0 мбар. Если давление пара в реальном воздухе составляет 10,3 мбар, относительную влажность можно рассчитать как:

φ = 10.2 [мбар] / 25,0 [мбар] * 100 [%]

= 41 [%]

Относительная влажность и плотность пара

Относительную влажность также можно выразить как отношение плотности пара воздуха — к плотность насыщенного пара при фактической температуре по сухому термометру.

Относительная влажность по плотности:

φ = ρ _w / ρ _ws 100% (2b)

где

φ = относительная влажность [% ]

ρ _w = плотность пара [кг / м ³ ]

ρ _ws = плотность пара при насыщении при фактической температуре сухого термометра [кг / м ³ ]

Общая единица измерения плотности пара — г / м ³ .

Пример: Относительная влажность при заданной температуре и известной плотности пара и плотности насыщения

Если фактическая плотность пара при 20 ^o C (68 ^o F) составляет 10 г / м ³ и насыщение плотность пара при этой температуре составляет 17,3 г / м ³ , относительную влажность можно рассчитать как

φ = 10 [г / м ³ ] / 17,3 [г / м ³ ] * 100 [%]

= 57,8 [%]

Относительная влажность и масса пара

Относительная влажность также может быть выражена как отношение фактической массы водяного пара в данном объеме воздуха к массе водяного пара, необходимой для насыщения при этом объем.

Относительная влажность может быть выражена как:

φ = м _w / m _ws 100% (2c)

где

φ = относительная влажность [%]

м _w = масса водяного пара в данном объеме воздуха [кг]

м _ws = масса водяного пара, необходимая для насыщения в этом объеме [кг]

График относительной влажности — градусы Фаренгейта

График относительной влажности — градусы Цельсия

Высота и поправочные коэффициенты

Барометрическая высота [мбар]	Абс.Высота		Поправочный коэффициент для φ
	[м]	[фут]
1013	0	0	1.000
1000	108	354	0,987
989	200	656	0,976
966	400	1312	0,953
943	600	1996	0.931
921	800	2624	0,909
899	1000	3281	0,887
842	1500	4922	0,731
795 2000	6562	0,785

.

% PDF-1.5 % 207 0 объект > / Метаданные 246 0 R / PageLayout / OneColumn / Pages 204 0 R / StructTreeRoot 27 0 R / Тип / Каталог >> endobj 246 0 объект > поток конечный поток endobj 204 0 объект > endobj 27 0 объект > endobj 28 0 объект > endobj 29 0 объект > endobj 30 0 объект > endobj 31 0 объект [null 180 0 R 181 0 R 182 0 R 183 0 R 184 0 R 185 0 R 186 0 R 187 0 R 188 0 R 189 0 R 190 0 R 191 0 R 192 0 R 193 0 R null null 194 0 R null NULL NULL 195 0 R NULL NULL NULL 196 0 R NULL NULL NULL 197 0 R NULL NULL 198 0 R] endobj 32 0 объект [106 0 R 107 0 R 108 0 R 109 0 R 110 0 R 111 0 R 112 0 R 113 0 R 114 0 R 115 0 R 116 0 R 117 0 R 118 0 R 119 0 R 120 0 R 121 0 R 122 0 R 123 0 R 124 0 R 125 0 R 126 0 R 127 0 R 128 0 R 129 0 R 130 0 R 131 0 R 132 0 R 133 0 R 134 0 R 135 0 R 136 0 R 137 0 R 138 0 R 139 0 R 140 0 R 141 0 R 142 0 R 143 0 R 144 0 R 145 0 R] endobj 33 0 объект [89 0 R 90 0 R 91 0 R 92 0 R 93 0 R 94 0 R 95 0 R 96 0 R 97 0 R 98 0 R 99 0 R 100 0 R 101 0 R 102 0 R 103 0 R 104 0 R 105 0 R 72 0 R] endobj 34 0 объект [72 0 R 73 0 R 74 0 R 75 0 R 76 0 R 77 0 R 78 0 R 79 0 R 80 0 R 81 0 R 82 0 R 83 0 R 84 0 R 85 0 R 86 0 R 87 0 R 58 0 R 88 0 R] endobj 35 0 объект [58 0 R 59 0 R 60 0 R 61 0 R 62 0 R 63 0 R 64 0 R 65 0 R 66 0 R 67 0 R 68 0 R 69 0 R 70 0 R 71 0 R] endobj 36 0 объект [41 0 R 42 0 R 43 0 R 44 0 R 45 0 R 46 0 R 47 0 R 48 0 R 40 0 ​​R 37 0 R 40 0 ​​R 49 0 R 50 0 R 51 0 R 52 0 R 53 0 R 54 0 R 39 0 R 38 0 R 39 0 R 55 0 R 56 0 R 57 0 R] endobj 37 0 объект >] / P 40 0 ​​R / Pg 11 0 R / S / Ссылка >> endobj 38 0 объект >] / P 39 0 R / Pg 11 0 R / S / Ссылка >> endobj 39 0 объект > endobj 11 0 объект > / ExtGState> / Font> / XObject >>> / Rotate 0 / StructParents 5 / Type / Page >> endobj 22 0 объект [25 0 R 24 0 R] endobj 12 0 объект > поток HWr + pͮ E (, — ܨ94 & 1 83_jk,> 쭪 ry} ة w> vê [a կ W * Ӽ * ig * «- T] Mf * ~ ǦSWa} WWs.(

.