ВЛАЖНОСТЬ ВОЗДУХА Цель урока: Дать понятия абсолютной и относительной влажности воздуха, точки росы Познакомиться с принципом действия приборов для измерения влажности воздуха. В атмосферном воздухе всегда находится определённое количество водяных паров Вода занимает около 70,8 % земного шара. Живые организмы содержат от 50 до 99,7 % воды. В атмосфере находится около 13-15 тыс. куб. км воды. Вода в атмосфере капли капли водяной пар Кристаллы снега Источники водяного пара в атмосфере: испарение воды с поверхности океанов, морей, водоемов, влажной почвы, растений. Воздух в зависимости от количества паров, находящихся при данной температуре в атмосфере, делится на сухой и влажный. Влажный воздух – воздух, содержащий водяные пары. ВЛАЖНОСТЬ Влажность воздуха – это содержание водяных паров в воздухе. Величины, характеризующие содержание водяного пара в воздухе Абсолютная влажность Упругость водяного пара Относительная влажность ρ – величина, численно равная массе водяного пара, содержащегося в 1 м3 воздуха (плотность водяного пара в воздухе при данных условиях). p — это парциальное давление водяного пара, содержащегося в воздухе. φ - отношение абсолютной влажности к плотности ρ0 насыщенного пара при данной температуре, выраженное в процентах. кг м 3 p мм. рт.ст. 100% 0 m pV RT p RT M M ВЛАЖНОСТЬ АБСОЛЮТНАЯ ρ - количество водяного пара, содержащегося в 1 м3 воздуха , т.е. плотность водяного пара. ThemeGallery is a Design Digital Content & Contents mall developed by Guild Design Inc. Давление, которое производил бы водяной пар, если бы другие газы отсутствовали, называют парциальным давлением водяного пара ВЛАЖНОСТЬ АБСОЛЮТНАЯ ρ - количество водяного пара, содержащегося в 1 м3 воздуха , т.е. плотность водяного пара. ThemeGallery is a Design Digital Content & Contents mall developed by Guild Design Inc. Давление, которое производил бы водяной пар, если бы другие газы отсутствовали, называют парциальным давлением водяного пара ВЛАЖНОСТЬ ThemeGallery is a Design Digital Content & Contents mall developed by Guild Design Inc. Относительная влажность Относительной влажностью воздуха φ называют отношение абсолютной влажности воздуха рп к плотности рн.п насыщенного водяного пара при той же температуре. φ выражается в процентах. Относительную влажность можно определить по формуле φ= рп/р •100%. н.п Чем меньше относительная влажность, тем дальше пар от насыщения, тем интенсивнее происходит испарение. Давление насыщенного пара p0 при заданной температуре — величина табличная. Упругость водяного пара (а значит, и абсолютную влажность) определяют по точке росы. Пусть при температуре t1 упругость водяного пара p1 Состояние пара на диаграмме р, t изобразится точкой А. При изобарном охлаждении до температуры tp пар становится насыщенным и его состояние изобразится точкой В. Температуру tp, при которой водяной пар становится насыщенным, называют точкой росы. При охлаждении ниже точки росы начинается конденсация паров: появляется туман, выпадает роса, запотевают окна. Точка росы позволяет определить упругость водяного пара p1, находящегося в воздухе при температуре t1. Точка росы Сухость или влажность воздуха зависит от того, насколько близок его водяной пар к насыщению. Если влажный воздух охлаждать, то находящийся в нем пар можно довести до насыщения, и далее он будет конденсироваться. Признаком того, что пар насытился является появление первых капель сконденсировавшейся жидкости - росы. Температура, при которой пар, находящийся в воздухе, становится насыщенным, называется точкой росы Температура, при которой пар, находящийся в воздухе, становится насыщенным, называется точкой росы Приборы для определения влажности воздуха Психрометры Гигрометры ПРИБОРЫ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ОТНОСИТЕЛЬНОЙ ВЛАЖОСТИ ВОЗДУХА ПРИБОРЫ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЛАЖНОСТИ ВОЗДУХА: Психрометр Волосной гигрометр Конденсационный гигрометр Более точным гигрометром является гигрометр психрометрический – психрометр ( по гречески "психрос" означает холодный). Известно, что от относительной влажности воздуха зависит скорость испарения. Чем меньше влажность воздуха, тем легче влаге испаряться. В психрометре есть два термометра. Один - обычный, его называют сухим. Он измеряет температуру окружающего воздуха. Колба другого термометра обмотана тканевым фитилем и опущена в емкость с водой. Второй термометр показывает не температуру воздуха, а температуру влажного фитиля, отсюда и название увлажненный термометр. Чем меньше влажность воздуха, тем интенсивнее испаряется влага из фитиля, тем большее количество теплоты в единицу времени отводится от увлажненного термометра, тем меньше его показания, следовательно, тем больше разность показаний сухого и увлажненного термометров. Следовательно, разность показаний сухого и влажного термометров зависит от относительной влажности воздуха. Зная эту разность температур, определяют относительную влажность воздуха по специальным психрометрическим таблицам. Сухой термометр, °C Разность показаний термометров , °С 1 2 3 4 5 6 7 8 9 Относительная влажность, % 10 88 76 65 54 44 34 24 14 5 12 89 78 68 57 48 38 29 20 11 14 89 79 70 60 51 42 34 25 17 16 90 81 71 62 54 45 37 30 22 18 91 82 73 65 56 49 41 34 27 20 91 83 74 66 59 51 44 37 30 22 92 83 76 68 61 54 47 40 34 24 92 84 77 69 62 56 49 43 37 26 92 85 78 71 64 58 51 46 40 28 92 85 78 71 64 58 51 46 40 28 93 85 78 72 65 59 53 48 42 30 93 86 79 73 67 61 55 50 44 Конденсационный гигрометр представляет собой металлическую коробку А, передняя стенка К которой хорошо отполирована. Внутрь коробки наливают легко испаряющуюся жидкость и вставляют термометр. Пропуская через коробку воздух с помощью резиновой груши Г, вызывают сильное испарение эфира и быстрое охлаждение коробки. По термометру замечают температуру, при которой появляются капельки росы на полированной поверхности стенки К. Давление в области, прилегающей к стенке, можно считать постоянным, так как эта область сообщается с атмосферой и понижение давления за счет охлаждения компенсируется увеличением концентрации пара. Появление росы указывает, что водяной пар стал насыщенным. Зная температуру воздуха и точку росы, можно найти парциальное давление водяного пара и относительную влажность. Волосяной гигрометр, в котором деталь, чувствительной к изменению влажности, служит обезжиренный человеческий волос [1]. Он закреплен в верхней части прибора [2], обернут вокруг ролика [3] и натянут при помощи специально подобранного груза [4]. К ролику прикреплена стрелка [5]. При увеличении относительной влажности воздуха волос удлиняется и вызывает вращение ролика вместе со стрелкой. Стрелка, передвигаясь по шкале, указывает значение влажности воздуха, выраженное в процентах. Содержание водяного пара в атмосферном воздухе – его влажность очень важная метеорологическая характеристика Для человека благоприятная относительная влажность воздуха 40 – 60%. Влажность воздуха в помещении можно изменять Для повышения Увлажнители Для понижения Кондиционеры Осушители Значение влажности влияет на Самочувствие человека Течение процессов в ткацком, кондитерском, печатном и других производствах Предсказание погоды в метеорологии Хранение произведений искусства, книг, музыкальных инструментов Какая влажность является оптимальной Идеальная влажность в жилом помещении составляет 40-60%. В летние месяцы воздух достаточно увлажнен (в особо дождливую погоду относительная влажность может достигать 80-90%), поэтому нет нужды в дополнительных способах увлажнения. Однако зимой системы центрального отопления и другие обогревательные приборы приводят к пересушиванию воздуха. Это происходит потому, что сильный обогрев повышает температуру, но не увеличивает количество водяного пара. Это вызывает усиленное испарение влаги отовсюду: с вашей кожи и из вашего организма, комнатных растений и даже предметов мебели. Относительная влажность в квартирах зимой составляет обычно не более 15%. Это даже меньше, чем в пустыне Сахара! Там относительная влажность воздуха составляет 25%. Данные по оптимальной влажности демонстрируют, насколько недостаточен уровень в 15%: Человек 45-65%; Компьютерная аппаратура и бытовая техника 45-65%; Мебель и музыкальные инструменты 40-60%; Библиотеки, экспонаты картинных галерей и музеев 40-60% Как достичь оптимальной влажности? Единственный совет - увлажнять помещение. Существуют немало "народных" способов увлажнения. Можно, например, развешивать в комнате мокрые полотенца и тряпки. Ставить на обогреватель резервуар с водой. Испарение воды рано или поздно приведет к повышению влажности воздуха. Для предохранения пианино от высыхания раньше рекомендовали ставить внутрь баночку с водой. Вариант для тех, кто не жалеет денег - декоративный фонтан в комнате. Однако перечисленные способы неудобны и малоэффективны. Значительно увеличить влажность воздуха в комнате с помощью баночки с водой не получится. К тому же банка на батарее и полотенца на веревках выглядят не очень эстетично. Самый эффективный и практичный способ увеличить влажность в помещении - установить увлажнитель воздуха. Этот климатический прибор способен поддерживать точно заданный уровень увлажнения, к тому же он недорог и прост в использовании. А новое поколение увлажнителей сами контролируют оптимальную влажность. РЕШИТЕ ЗАДАЧИ: 1. Влажность воздуха равна 78%, а показания сухого термометра равно 12°С. Какую температуру показывает влажный термометр? 2. Температура воздуха в комнате 20°С. Какую температуру показывает влажный термометр психрометра, если разность показаний сухого и влажного термометров равна 5°С? 3. Разность в показаниях сухого и влажного термометров равна 4°С. Относительная влажность воздуха 60%. Чему равны показания сухого и влажного термометров?