Інформація про новину
  • Переглядів: 295
  • Дата: 1-12-2020, 01:53
1-12-2020, 01:53

32. Влажность воздуха. Точка росы

Категорія: Учебники » Физика





Попередня сторінка:  31. Парообразование и конденсация. Насы...
Наступна сторінка:   33. Поверхностное натяжение жидкости. С...

Известно, что человек примерно на 70 % состоит из воды, при этом не все догадываются, что в жизни человека значительную роль играет уровень влажности атмосферы. Однако мы интуитивно чувствуем, что обычно влажный воздух полезен для здоровья, поэтому стремимся отдыхать на берегу моря, реки, озера. Выясним, от каких факторов зависит влажность воздуха и как ее можно изменить.

Что такое влажность воздуха

Воздух всегда содержит некоторое количество водяного пара. Содержание водяного пара в воздухе характеризуется абсолютной и относительной влажностью.

Таблица 1 Давление и плотность насыщенного водяного пара

Абсолютная влажность ра — физическая величина, которая характеризует содержание водяного пара в воздухе и численно равна массе водяного пара, содержащегося в 1 м3 воздуха:

Единица абсолютной влажности в СИ — килограмм на метр кубический:

Обычно абсолютную влажность приводят в г/м3. В экваториальных широтах она может достигать 30 г/м3, к полюсам Земли снижается до 0,1 г/м3.

Относительная влажность φ — физическая величина, которая показывает, насколько водяной пар близок к насыщению, и равна выраженному в процентах отношению абсолютной влажности к плотности насыщенного водяного пара при данной температуре:

Плотность насыщенного водяного пара (рн п) при данной температуре — величина постоянная, поэтому ее заносят в таблицы (табл. 1) или представляют в виде графиков (рис. 32.1). Обратите внимание на два момента.

1. По температуре и относительной влажности легко определить абсолютную влажность и массу водяного пара в воздухе:

Например, измерения показали, что в комнате объемом 180 м3 при тем

пературе

2. Плотность водяного пара прямо пропорциональна его парциальному

давлению

и концентрации ла молекул пара

поэтому относительную влажность воздуха можно найти из соотношений:

Точка росы

Анализ графика на рис. 32.1, а

показывает, что относительную влажность можно увеличить, увеличив абсолютную влажность, то есть увеличив массу водяного пара в воздухе. Если на кухне долго кипятить воду, то относительная влажность может достигнуть 100 % (точка С графика), а кафель покроется влагой.

Относительная влажность также увеличится, если уменьшить температуру воздуха (рис. 32.1, б). При температуре ίρ (в точке В) пар становится насыщенным (относительная влажность достигает 100 %). В дальнейшем даже незначительное уменьшение температуры приведет к тому, что избыточный водяной пар будет конденсироваться и выпадать в виде росы или тумана. Так под утро, когда температура воздуха резко уменьшается, на траве выпадает роса, а над поверхностью водоемов появляется туман.

Температуру, при которой водяной пар, содержащийся в воздухе, становится насыщенным, называют точкой росы ίρ.

Зная точку росы, можно определить абсолютную и относительную влажности. Например, температура в комнате 24 °С, а стенки сосуда с водой покрываются влагой при температуре воды 16 °С, то есть при этой температуре пар становится насыщенным (ί=ίρ). Это означает, что

Как измерить влажность воздуха

Приборы для прямого измерения влажности воздуха называют гигрометрами. Наиболее часто употребляемые виды гигрометров — волосяной (волосной) и психрометрический. Принцип действия волосяного гигрометра (рис. 32.2) базируется на свойстве обезжиренного волоса увеличивать свою длину с увеличением влажности воздуха. Зимой волосяной гигрометр является основным прибором для измерения влажности воздуха вне помещений.

Чаще всего используют гигрометр психрометрический — психрометр. Его действие основано на двух фактах: 1) скорость испарения жидкости тем выше, чем ниже относительная влажность воздуха; 2) жидкость при испарении охлаждается. Психрометр состоит из двух термометров — сухого,

измеряющего температуру окружающей среды, и влажного — его колба обернута тканью, конец которой опущен в сосуд с водой (рис. 32.3).

Вода из

ткани испаряется, и влажный термометр показывает более низкую температуру, чем сухой. Чем ниже относительная влажность, тем быстрее испаряется жидкость и тем больше разница показаний сухого и влажного термометров. Относительную влажность определяют с помощью психрометрической таблицы (табл. 2). Например, сухой термометр показывает 15 °С, а влажный 10 °С; разность температур

Какова относительная влажность, если оба термометра психрометра показывают одинаковую температуру?

Таблица 2

Психрометрическая таблица

Почему нужно следить за влажностью воздуха

Человек чувствует себя хорошо при относительной влажности 50— 65 %. Для его здоровья вредны как чрезмерно сухой, так и очень влажный воздух. Избыточная влажность способствует размножению различных болезнетворных грибков. В сухом воздухе человек быстро утомляется, у него першит в горле, пересыхают губы, становится сухой кожа и т. п. Если воздух слишком сухой, то пыль, не связанная влагой, летает по всему помещению, и это особенно опасно для людей, страдающих аллергией. Недостаточная влажность приводит к гибели чувствительных к уровню влажности домашних растений; трещины на предметах из дерева, расстроенные музыкальные инструменты — тоже результат недостаточной влажности воздуха.

Влажность воздуха важно учитывать в ткацком, кондитерском и других производствах; при хранении книг и картин; в лечении многих болезней и т. д.

Подводим итоги

Физические величины, характеризующие влажность воздуха

Абсолютная влажность — плотность водяного пара, содержащегося в воздухе:

Относительная влажность равна выраженному в процентах отношению абсолютной влажности к плотности насыщенного водяного пара при

данной температуре:

Приборы для измерения влажности называют гигрометрами. Температуру, при которой относительная влажность воздуха достигает 100 %, то есть водяной пар в воздухе становится насыщенным, называют точкой росы.

Контрольные вопросы

1. Приведите характеристики абсолютной и относительной влажностей воздуха как физических величин. 2. Как можно увеличить относительную влажность? 3. Какие приборы для определения влажности воздуха вы знаете? Опишите устройство и принцип действия каждого из них. 4. Что называют точкой росы? Как, зная точку росы, определить абсолютную влажность? относительную влажность?

Упражнение № 32

1. Почему на холодной водопроводной трубе образуются капли воды?

2. Почему человек легче переносит жару, если воздух сухой?

Почему зимой, когда работает отопление, воздух в помещениях сравнительно сухой? Что нужно делать, чтобы поддерживать оптимальную влажность воздуха?

На стене помещения, внутренний объем которого 100 м3, висит психрометр (см. рис. 32.3). Определите относительную и абсолютную влажности воздуха в помещении. Какова масса водяного пара в воздухе помещения? Какую массу воды нужно испарить, чтобы увеличить влажность до 50 %? 5. Воспользуйтесь дополнительными источниками информации и узнайте, когда и почему следует увеличивать (уменьшать) влажность воздуха.

Экспериментальное задание

«Гигрометр». Воспользовавшись металлической банкой с водой, спиртовым термометром и кусочками льда, определите влажность воздуха в вашей комнате.

1. Измерьте температуру в комнате.

2. Погрузите термометр в воду и постепенно охлаждайте ее, добавляя кусочки льда. Следите за поверхностью банки: как только она помутнеет (появятся мелкие капельки воды, то есть температура поверхности банки достигнет точки росы ίρ), измерьте температуру воды (ίρ ).

3. Воспользовавшись табл. 1 в § 32, определите абсолютную и относительную влажности воздуха в комнате:

Это материал учебника Физика 10 класс Барьяхтар, Довгий

 

 



Попередня сторінка:  31. Парообразование и конденсация. Насы...
Наступна сторінка:   33. Поверхностное натяжение жидкости. С...



^