الرطوبة المطلقة والنسبية.
تتميز رطوبة الهواء بالمؤشرات التالية:
أ) الرطوبة المطلقةهي كتلة بخار الماء الموجودة في 1 م 3 من الهواء الرطب. عادةً ما يُشار إلى الرطوبة المطلقة بالرمز ω ويتم قياسها بوحدة جرام / م 3. الرطوبة المطلقة للهواء في حالة تشبعه تسمى قدرة الرطوبة ω n. قيمة قدرة الرطوبة هي دالة لدرجة حرارة الهواء ، كما يتضح من الجدول. واحد.
الجدول 1
ب) الرطوبة النسبية، التعريف الصحيح يتبع من قانون دالتون للضغوط الجزئية. وفقًا لهذا القانون ، فإن ضغط الهواء الجوي هو مجموع الضغوط الجزئية للهواء الجاف p St وبخار الماء p p p
ص ب = ف st + ص ص. (2)
عند درجة حرارة معينة ، لا يمكن أن يتجاوز الضغط الجزئي لبخار الماء حدًا معينًا ، يُعرف باسم "ضغط التشبع" p n. يكون الضغط الجزئي للأبخرة الموجودة في الهواء دائمًا أقل من أو يساوي ضغط التشبع ، أي
ص ص/ ف ن = φ ≤ 1. (3)
تسمى قيمة φ (بالنسبة المئوية) ، التي تعبر عن نسبة الضغط الجزئي للأبخرة في الهواء الرطب إلى ضغطها في حالة التشبع عند نفس درجة الحرارة ، الرطوبة النسبيةهواء؛
وفقًا لهذا التعريف ، فإن محتوى الرطوبة في الهواء الرطب هو نسبة كتلة البخار إلى كتلة الجزء الجاف من الهواء
السعة الحراريةالهواء الرطب ، kJ / (kg · K) تحدده الصيغة
,
أين دمحتوى الرطوبة معج هي السعة الحرارية للهواء الجاف ، معج \ u003d 1.005 كيلو جول / كجم كلفن
الطاقة الداخلية الكامنةيشار إلى الهواء الرطب عادة على أنه 1 كجم من الهواء الجاف. نقطة الصفر هي المحتوى الحراري للهواء الجاف (عند d = 0) مع درجة حرارة 0 0 درجة مئوية. لذلك ، يمكن أن يكون المحتوى الحراري للهواء قيم موجبة وسالبة. المحتوى الحراري للهواء الرطب يساوي مجموع المحتوى الحراري للهواء الجاف والبخار ،
إن المحتوى الحراري للهواء المرتبط بالتغير في درجة حرارة الهواء يميز التغير في الحرارة المعقولة. عندما يدخل بخار الماء مع نفس درجة الحرارة الهواء ، الحرارة الكامنة.في هذه الحالة ، يزداد المحتوى الحراري للهواء بسبب التغير في المحتوى الحراري للجزء الرطب من الهواء. لا تتغير درجة حرارة الهواء.
تي دمخطط الهواء الرطب.
لتسهيل الحسابات المتعلقة بالتغيرات في حالة الهواء الرطب ، طور البروفيسور L.K. Ramzin هوية شخصيةرسم تخطيطي للهواء الرطب ، حيث يتم عرض التبعيات الناتجة عن القوانين الأساسية لديناميكيات الغاز بشكل بياني.
يتيح الرسم التخطيطي إمكانية تصوير عمليات تغيير حالة الهواء الرطب بصريًا ، وحل المشكلات العملية بيانياً في حساب أنظمة التهوية وتكييف الهواء ، وعمليات التجفيف ، والمبخرات ، ومبردات الهواء ، وغيرها من التركيبات ، مما يسهلها ويسرعها بشكل كبير . يتم تحقيق سرعة أداء الحسابات بسبب انخفاض الدقة في بعض ، مقبولة تمامًا لتقنية التكييف.
هوية شخصيةتم رسم الرسم البياني للضغط الجوي الثابت. عند استخدام هوية شخصيةرسم بياني ، تحتاج إلى معرفة R b المقدرة لمنطقة معينة ، والتي يتم تطبيعها بواسطة SNiP. على أراضي روسيا ، تتراوح الضغوط المحسوبة P b بين 685-760 ملم زئبق. فن. وتطبيع مع فاصل زمني 15 ملم زئبق. فن. على هذا النحو هوية شخصيةتم تصميم المخططات لـ R b = 685 و 700 و 715 و 730 و 745 و 760 مم زئبق. فن.
هوية شخصيةالمخطط مبني في نظام إحداثيات مائل. يُظهر الإحداثي قيم محتوى رطوبة الهواء عند ضغط بارومتري ثابت ، ويُظهر التنسيق قيم المحتوى الحراري. خطوط قيم المحتوى الحراري الثابتة أنا= const تذهب بشكل غير مباشر بزاوية 135 درجة. لتقليل حجم المحور دلا يتم رسمه على الرسم البياني ، ولكن بدلاً من ذلك يتم رسم خط إضافي بزوايا قائمة على الإحداثي ، ويتم عرض مقياس (مقياس) لقيم محتوى الرطوبة عليه من الإحداثي د. على الشبكة الناتجة تتكون من خطوط د= const و أنا= const ، متساوي الحرارة والمنحنيات φ = يتم إنشاء const.
في تكنولوجيا تكييف الهواء ، يُفترض أن القيمة السالبة للمحتوى الحراري مشروط ، تمامًا مثل درجات الحرارة السالبة. إذا قمت بقياس درجة الحرارة على مقياس كلفن المطلق ، فإن القيمة الصفرية للمحتوى الحراري تتوافق مع درجة حرارة الصفر المطلق.
متساوي الحرارة هي خطوط مستقيمة ، مع تساوي الحرارة ر= 0 يمر عبر الأصل (عند هوية شخصيةتقاس درجة الحرارة في المخططات بالدرجة المئوية).
عند تطبيق الرسم البياني ، يجب ألا يغيب عن البال أن متساوي الحرارة لا يتوازيان مع بعضهما البعض ؛ هذا صحيح بشكل خاص في درجات الحرارة العالية. إذا كانت نهايات متساوي الحرارة التي تم إنشاؤها من أجل φ = 100٪ متصلة بمنحنى سلس ، فسيتم الحصول على خط من الرطوبة النسبية φ = 100٪ ، أو خط تشبع.
خط التشبع φ = 100٪ يقسم هوية شخصيةرسم بياني إلى جزأين. أعلى وإلى يسار هذا الخط توجد نقاط تميز محتوى بخار الماء في الهواء في حالة ارتفاع درجة الحرارة. النقاط الموجودة أسفل الخط وعلى يمينه φ = 100٪ تميز حالة خليط بخار الهواء ، والتي تكون في حالة فرط التشبع. مع زيادة الضغط الجوي ، يتحول الخط φ \ u003d 100٪ لأعلى ، وبانخفاض يتحول إلى أسفل.
هناك العديد من الخزانات المفتوحة على الأرض ، والتي يتبخر منها الماء: تحتل المحيطات والبحار حوالي 80٪ من سطح الأرض. لذلك ، يوجد دائمًا بخار ماء في الهواء.
إنه أخف من الهواء لأن الكتلة المولية للماء (18 * 10-3 كجم مول -1) أقل من الكتلة المولية للنيتروجين والأكسجين ، والتي يتكون منها الهواء بشكل أساسي. لذلك يرتفع بخار الماء. في الوقت نفسه ، يتمدد ، لأن الضغط في الطبقات العليا من الغلاف الجوي يكون أقل من الضغط على سطح الأرض. يمكن اعتبار هذه العملية حافظة للحرارة تقريبًا ، لأنه خلال الوقت الذي تحدث فيه ، لا يوجد وقت لحدوث التبادل الحراري للبخار مع الهواء المحيط.
1. اشرح سبب تبريد البخار في هذه الحالة.
إنها لا تسقط لأنها تحلق في التيارات الهوائية الصاعدة ، تمامًا كما تحلق الطائرات الشراعية المعلقة (الشكل 45.1). ولكن عندما تصبح القطرات في السحب كبيرة جدًا ، فإنها لا تزال تبدأ في السقوط: إنها تمطر (الشكل 45.2).
نشعر بالراحة عندما يكون ضغط بخار الماء عند درجة حرارة الغرفة (20 درجة مئوية) حوالي 1.2 كيلو باسكال.
2. ما الجزء (بالنسبة المئوية) هو الضغط المشار إليه لضغط بخار التشبع عند نفس درجة الحرارة؟
فكرة. استخدم جدول قيم ضغط بخار الماء المشبع عند درجات حرارة مختلفة. تم تقديمه في الفقرة السابقة. هنا جدول أكثر تفصيلا.
لقد وجدت الآن الرطوبة النسبية للهواء. دعونا نعطي تعريفه.
الرطوبة النسبية φ هي النسبة المئوية للضغط الجزئي p لبخار الماء إلى ضغط pn للبخار المشبع عند نفس درجة الحرارة:
φ \ u003d (p / pn) * 100٪. (واحد)
الظروف المريحة للفرد تتوافق مع رطوبة نسبية من 50-60٪. إذا كانت الرطوبة النسبية أقل بكثير ، فإن الهواء يبدو جافًا بالنسبة لنا ، وإذا كان أكثر - رطبًا. عندما تقترب الرطوبة النسبية من 100٪ ، يُنظر إلى الهواء على أنه رطب. في الوقت نفسه ، لا تجف البرك ، لأن عمليات تبخر الماء وتكثيف البخار تعوض بعضهما البعض.
لذلك ، يتم الحكم على الرطوبة النسبية للهواء من خلال مدى قرب بخار الماء في الهواء من التشبع.
إذا كان الهواء الذي يحتوي على بخار الماء غير المشبع مضغوطًا بدرجة حرارة متساوية ، فسوف يزداد كل من ضغط الهواء وضغط البخار غير المشبع. لكن ضغط بخار الماء سيزداد فقط حتى يتشبع!
مع انخفاض إضافي في الحجم ، سيستمر ضغط الهواء في الزيادة ، وسيظل ضغط بخار الماء ثابتًا - سيظل مساوياً لضغط البخار المشبع عند درجة حرارة معينة. سوف يتكثف البخار الزائد ، أي سيتحول إلى ماء.
3. يحتوي الوعاء الموجود أسفل المكبس على هواء ذي رطوبة نسبية تبلغ 50٪. الحجم الأولي تحت المكبس - 6 لترات ، ودرجة حرارة الهواء 20 درجة مئوية. يتم ضغط الهواء بشكل متساوي الحرارة. افترض أن حجم الماء المتكون من البخار يمكن إهماله مقارنة بحجم الهواء والبخار.
أ) ما هي الرطوبة النسبية للهواء عندما يصبح الحجم تحت المكبس 4 لترات؟
ب) في أي حجم تحت المكبس يتشبع البخار؟
ج) ما هي الكتلة الأولية للبخار؟
د) كم مرة ستنخفض كتلة البخار عندما يصبح الحجم تحت المكبس 1 لترًا؟
ه) ما هي كمية الماء التي سيتم تكثيفها؟
2. كيف تعتمد الرطوبة النسبية على درجة الحرارة؟
دعونا نفكر في كيفية تغير البسط والمقام في الصيغة (1) ، التي تحدد الرطوبة النسبية للهواء ، مع زيادة درجة الحرارة.
البسط هو ضغط بخار الماء غير المشبع. يتناسب طرديًا مع درجة الحرارة المطلقة (تذكر أن بخار الماء موصوف جيدًا بواسطة معادلة الغاز المثالية للحالة).
4. ما هي النسبة المئوية لزيادة ضغط البخار غير المشبع مع زيادة درجة الحرارة من 0 درجة مئوية إلى 40 درجة مئوية؟
والآن دعونا نرى كيف يتغير ضغط البخار المشبع ، الموجود في المقام ، في هذه الحالة.
5. كم مرة يزداد ضغط البخار المشبع مع زيادة درجة الحرارة من 0 درجة مئوية إلى 40 درجة مئوية؟
تظهر نتائج هذه المهام أنه مع ارتفاع درجة الحرارة ، يزداد ضغط البخار المشبع أسرع بكثير من ضغط البخار غير المشبع ، لذلك تقل رطوبة الهواء النسبية المحددة بالصيغة (1) بسرعة مع زيادة درجة الحرارة. وفقًا لذلك ، مع انخفاض درجة الحرارة ، تزداد الرطوبة النسبية. أدناه سوف ننظر في هذا بمزيد من التفصيل.
عند تنفيذ المهمة التالية ، ستساعدك معادلة الغاز المثالية للحالة والجدول أعلاه.
6. عند درجة حرارة 20 درجة مئوية كانت الرطوبة النسبية للهواء تساوي 100٪. ارتفعت درجة حرارة الهواء إلى 40 درجة مئوية ، وظلت كتلة بخار الماء دون تغيير.
أ) ما هو الضغط الأولي لبخار الماء؟
ب) ما هو ضغط بخار الماء النهائي؟
ج) ما هو ضغط بخار التشبع عند 40 درجة مئوية؟
د) ما هي الرطوبة النسبية للهواء في الحالة النهائية؟
هـ) كيف ينظر الإنسان إلى هذا الهواء: جاف أم رطب؟
7. في يوم خريفي ممطر ، تكون درجة الحرارة في الخارج 0 درجة مئوية. درجة حرارة الغرفة 20 درجة مئوية ، والرطوبة النسبية 50٪.
أ) أين الضغط الجزئي لبخار الماء أكبر: في الداخل أو في الخارج؟
ب) في أي اتجاه سيذهب بخار الماء إذا فتحت النافذة - داخل الغرفة أم خارجها؟
ج) ما هي الرطوبة النسبية في الغرفة إذا أصبح الضغط الجزئي لبخار الماء في الغرفة مساويًا للضغط الجزئي لبخار الماء في الخارج؟
8. الأجسام المبللة عادة ما تكون أثقل من الملابس الجافة: على سبيل المثال ، الثوب المبلل أثقل من الثوب الجاف ، والحطب الرطب أثقل من الثوب الجاف. ويفسر ذلك حقيقة أن وزن الرطوبة الموجودة فيه يضاف إلى وزن الجسم. لكن مع الهواء يكون الوضع معاكسًا: الهواء الرطب أخف من الهواء الجاف! كيف نفسر ذلك؟
3. نقطة الندى
عندما تنخفض درجة الحرارة ، تزداد الرطوبة النسبية للهواء (على الرغم من أن كتلة بخار الماء في الهواء لا تتغير).
عندما تصل الرطوبة النسبية للهواء إلى 100٪ ، يتشبع بخار الماء. (في ظل ظروف خاصة ، يمكن الحصول على بخار مفرط التشبع. يتم استخدامه في الغرف السحابية لاكتشاف آثار (مسارات) الجسيمات الأولية في المسرعات.) مع انخفاض درجة الحرارة ، يبدأ بخار الماء في التكثف: سقوط الندى. لذلك ، فإن درجة الحرارة التي يتشبع عندها بخار ماء معين تسمى نقطة الندى لذلك البخار.
9. اشرح سبب سقوط الندى (الشكل 45.3) عادة في ساعات الصباح الباكر.
ضع في اعتبارك مثالًا لإيجاد نقطة الندى للهواء عند درجة حرارة معينة مع رطوبة معينة. لهذا نحتاج الجدول التالي.
10- دخل إلى المحل من الشارع رجل يرتدي نظارات ووجد نظارته مملوءة بالضباب. سنفترض أن درجة حرارة الزجاج وطبقة الهواء المجاورة لهما تساوي درجة حرارة الهواء بالخارج. درجة حرارة الهواء في المخزن 20 درجة مئوية ، والرطوبة النسبية 60٪.
أ) هل بخار الماء الموجود في طبقة الهواء المجاورة لعدسات النظارات مشبع؟
ب) ما هو الضغط الجزئي لبخار الماء في المخزن؟
ج) في أي درجة حرارة يساوي ضغط بخار الماء ضغط البخار المشبع؟
د) ما هي درجة الحرارة الخارجية؟
11. في اسطوانة شفافة تحت المكبس يوجد هواء ذو رطوبة نسبية 21٪. درجة حرارة الهواء الأولية 60 درجة مئوية.
أ) إلى أي درجة حرارة يجب تبريد الهواء بحجم ثابت حتى يسقط الندى في الاسطوانة؟
ب) كم مرة يجب تقليل حجم الهواء عند درجة حرارة ثابتة حتى يسقط الندى في الأسطوانة؟
ج) يتم ضغط الهواء أولاً بدرجة حرارة متساوية ثم يتم تبريده عند حجم ثابت. بدأ الندى في الانخفاض عندما انخفضت درجة حرارة الهواء إلى 20 درجة مئوية. كم مرة انخفض حجم الهواء مقارنة بالحجم الأولي؟
12. لماذا يصعب تحمل الحرارة الشديدة مع الرطوبة العالية؟
4. قياس الرطوبة
غالبًا ما تُقاس رطوبة الهواء بمقياس رطوبة الهواء (الشكل 45.4). (من الكلمة اليونانية "psychros" - البرد. يرجع هذا الاسم إلى حقيقة أن قراءات مقياس الحرارة الرطب أقل من القراءات الجافة.) وهو يتكون من بصيلات جافة ومبللة.
قراءات البصيلة الرطبة أقل من قراءات البصيلة الجافة لأن السائل يبرد مع تبخره. كلما انخفضت الرطوبة النسبية للهواء ، زاد التبخر.
13. أي ميزان حرارة في الشكل 45.4 يقع إلى اليسار؟
لذلك ، وفقًا لقراءات موازين الحرارة ، يمكنك تحديد الرطوبة النسبية للهواء. لهذا الغرض ، يتم استخدام جدول القياس النفسي ، والذي يتم وضعه غالبًا على مقياس الضغط النفسي نفسه.
لتحديد الرطوبة النسبية للهواء ، من الضروري:
- أخذ قراءات موازين الحرارة (في هذه الحالة ، 33 درجة مئوية و 23 درجة مئوية) ؛
- ابحث في الجدول عن الصف المقابل لقراءات مقياس الحرارة الجاف والعمود المقابل للاختلاف في قراءات مقياس الحرارة (الشكل 45.5) ؛
- عند تقاطع الصف والعمود ، اقرأ قيمة الرطوبة النسبية للهواء.
14. باستخدام جدول القياس النفسي (الشكل 45.5) ، حدد في أي قراءات مقياس الحرارة الرطوبة النسبية للهواء هي 50٪.
أسئلة ومهام إضافية
15. في دفيئة بحجم 100 م 3 ، من الضروري الحفاظ على رطوبة نسبية لا تقل عن 60٪. في وقت مبكر من الصباح عند درجة حرارة 15 درجة مئوية ، سقط الندى في الدفيئة. ارتفعت درجة الحرارة خلال النهار في الدفيئة إلى 30 درجة مئوية.
أ) ما هو الضغط الجزئي لبخار الماء في الدفيئة عند 15 درجة مئوية؟
ب) ما هي كتلة بخار الماء في الدفيئة عند درجة الحرارة هذه؟
ج) ما هو الحد الأدنى المسموح به من الضغط الجزئي لبخار الماء في الدفيئة عند 30 درجة مئوية؟
د) ما هي كتلة بخار الماء في الدفيئة؟
هـ) ما هي كتلة الماء التي يجب تبخيرها في الدفيئة من أجل الحفاظ على الرطوبة النسبية المطلوبة فيها؟
16. على مقياس رطوبة الجو ، يظهر كلا الترمومترين نفس درجة الحرارة. ما هي الرطوبة النسبية للهواء؟ اشرح اجابتك.
رطوبة الكلمات
كلمة الرطوبة في قاموس دال
و. السائل بشكل عام: | البلغم والرطوبة. ماء. فولجا ، زيت سائل ، دهون ، زيت. بدون رطوبة وحرارة ، لا نباتات ، لا حياة.
على ماذا تعتمد رطوبة الهواء؟
هناك رطوبة ضبابية في الهواء الآن. رطب ، رطب ، رطب ، رطب ، رطب ، مائي. صيف رطب. المروج الرطبة والأصابع والهواء. مكان مبلل. رطوبة الرطوبة ، البلل ، البلغم ، الحالة الرطبة. بلل ما ، بلل ، اجعله رطبًا ، أو اشبعه بالماء. مقياس رطوبه
مقياس الرطوبة ، مقذوف ، يوضح درجة الرطوبة في الهواء.
كلمة الرطوبة في قاموس أوزيجوف
الرطوبة ، و ، حسنًا. الرطوبة والمياه الموجودة في شيء ما. الهواء مشبع بالرطوبة.
كلمة الرطوبة في قاموس افرايم
ضغط عصبى:رُطُوبَة
- السائل أو الماء أو بخاره الموجود في شيء ما
كلمة الرطوبة في قاموس ماكس فاسمر
رُطُوبَة
قروض.
من cslav. ، راجع. سانت جلور. الرطوبة (Supr.). انظر فولوغا.
كلمة الرطوبة في قاموس D.N. أوشاكوف
الرطوبة ، الرطوبة ، رر. لا انثى (كتب). الرطوبة والماء والتبخر. تتطلب النباتات الكثير من الرطوبة. الهواء مشبع بالرطوبة.
رطوبة الكلمات في قاموس المرادفات
الكحول والماء والبلغم والرطوبة والسائل والرطوبة والمواد الخام
كلمة رطوبة في القاموس المرادفات 4
الماء والمخاط والرطوبة
كلمة الرطوبة في القاموس النموذج المكتمل المشدد وفقًا لـ A. A. Zaliznya
رُطُوبَة،
رُطُوبَة
رُطُوبَة
رُطُوبَة
رُطُوبَة
رُطُوبَة
رُطُوبَة
رُطُوبَة
رُطُوبَة
رُطُوبَة
رُطُوبَة
رُطُوبَة
رُطُوبَة
يتكون مقياس الضغط النفسي لشهر أغسطس من اثنين من موازين الحرارة الزئبقية مثبتة على حامل ثلاثي القوائم أو موضوعة في علبة مشتركة.
تُلف لمبة أحد الترمومترات بقطعة قماش رفيعة ، تُنزل في كوب من الماء المقطر.
عند استخدام مقياس رطوبة أغسطس ، يتم حساب الرطوبة المطلقة باستخدام صيغة Rainier:
A = f-a (t-t1) H ،
حيث A هي الرطوبة المطلقة ؛ f هو الحد الأقصى لضغط بخار الماء عند درجة حرارة المصباح الرطب (انظر
الجدول 2)؛ أ - معامل القياس النفسي ، تي - درجة حرارة البصيلة الجافة ؛ T1 - درجة حرارة اللمبة الرطبة ؛ H هو الضغط الجوي في وقت التحديد.
إذا كان الهواء ساكنًا تمامًا ، فإن a = 0.00128. في وجود حركة هواء ضعيفة (0.4 م / ث) أ = 0.00110. يتم حساب الرطوبة القصوى والنسبية كما هو موضح بالصفحة
ما هي رطوبة الهواء؟ على ماذا تعتمد؟
| درجة حرارة الهواء (درجة مئوية) | درجة حرارة الهواء (درجة مئوية) | ضغط بخار الماء (مم زئبق) | درجة حرارة الهواء (درجة مئوية) | ضغط بخار الماء (مم زئبق) | |
| -20 - 15 -10 -5 -3 -4 0 +1 +2,0 +4,0 +6,0 +8,0 +10,0 +11,0 +12,0 |
0,94 1.44 2.15 3.16 3,67 4,256 4,579 4,926 5,294 6,101 7,103 8.045 9,209 9,844 10,518 |
+13,0 +14,0 +15,0 +16,0 +17,0 +18,0 +19,0 +20,0 +21,0 +22,0 +24,0 +25,0 +27,0 +30,0 +32,0 |
11,231 11,987 12,788 13,634 14,530 15,477 16.477 17,735 18,650 19,827 22,377 23,756 26,739 31,842 35,663 |
+35,0 +37,0 +40,0 +45,0 +55,0 +70,0 +100,0 |
42,175 47,067 55,324 71,88 118,04 233,7 760,0 |
الجدول 3
تقدير الرطوبة النسبية حسب القراءات
مقياس ضغط الدم (بالنسبة المئوية) 
الجدول 4. تحديد الرطوبة النسبية للهواء وفقًا لقراءات موازين الحرارة الجافة والرطبة في مقياس الضغط الجوي لشهر أغسطس في ظل الظروف العادية لحركة الهواء الهادئة والمنتظمة في الغرفة بسرعة 0.2 م / ث 
لتحديد الرطوبة النسبية توجد جداول خاصة (الجداول 3 ، 4).
يتم إعطاء قراءات أكثر دقة بواسطة مقياس النفس Assmann (الشكل 3). يتكون من مقياسين للحرارة ، محاطين بأنابيب معدنية ، يتم من خلالها امتصاص الهواء بشكل متساوٍ عن طريق مروحة على مدار الساعة موجودة في الجزء العلوي من الجهاز.
يتم تغليف خزان الزئبق بأحد موازين الحرارة بقطعة من الكامبريك ، يتم ترطيبها بالماء المقطر قبل كل تحديد باستخدام ماصة خاصة. بعد ترطيب مقياس الحرارة ، قم بتشغيل المروحة بالمفتاح وعلق الجهاز على حامل ثلاثي الأرجل.
بعد 4-5 دقائق ، سجل قراءات موازين الحرارة الجافة والرطبة. نظرًا لتبخر الرطوبة وامتصاص الحرارة من سطح كرة زئبقية مبللة بميزان حرارة ، فسوف تظهر درجة حرارة أقل. يتم حساب الرطوبة المطلقة باستخدام صيغة Shprung: 
حيث A هي الرطوبة المطلقة ؛ f هو الحد الأقصى لضغط بخار الماء عند درجة حرارة المصباح الرطب ؛ 0.5 - معامل قياس نفس ثابت (تصحيح لسرعة الهواء) ؛ ر هي درجة حرارة البصيلة الجافة ؛ T1 - درجة حرارة اللمبة الرطبة ؛ H - الضغط الجوي 755 - متوسط الضغط الجوي (محدد وفقًا للجدول 2).
يتم تحديد الرطوبة القصوى (F) باستخدام الجدول 2 درجة حرارة المصباح الجاف.
يتم حساب الرطوبة النسبية (R) باستخدام الصيغة:
حيث R هي الرطوبة النسبية ؛ أ - الرطوبة المطلقة F هي الرطوبة القصوى عند درجة حرارة البصيلة الجافة.
يستخدم مقياس الرطوبة لتحديد التقلبات في الرطوبة النسبية بمرور الوقت.
تم تصميم الجهاز بشكل مشابه لجهاز قياس الحرارة ، لكن الجزء المدرك من hygrograph عبارة عن حزمة شعر خالية من الدهون.
أرز. 3. مقياس النفس الطموح Assmann:
1 - أنابيب معدنية
2 - موازين الحرارة الزئبقية ؛
3 - فتحات لمخرج الهواء الممتص ؛
4 - مشبك لتعليق مقياس ضغط الدم ؛
5- ماصة لترطيب ميزان الحرارة الرطب.
توقعات الطقس ليوم غد
مقارنة بالأمس ، أصبح الجو أكثر برودة قليلاً في موسكو ، حيث انخفضت درجة حرارة الهواء المحيط من 17 درجة مئوية أمس إلى 16 درجة مئوية اليوم.
لا تعد توقعات الطقس ليوم الغد بتغييرات كبيرة في درجات الحرارة ، فستبقى عند نفس المستوى من 11 إلى 22 درجة مئوية.
ارتفعت الرطوبة النسبية إلى 75 في المائة وتستمر في الارتفاع. انخفض الضغط الجوي خلال اليوم الماضي بشكل طفيف بمقدار 2 ملم زئبق ، وأصبح أقل من ذلك.
الطقس الفعلي اليوم
وفق 2018-07-04 15:00 إنها تمطر في موسكو ، ورياح خفيفة تهب
الأعراف والظروف الجوية في موسكو
يتم تحديد ميزات الطقس في موسكو ، أولاً وقبل كل شيء ، من خلال موقع المدينة.
تقع العاصمة في سهل أوروبا الشرقية ، وتتحرك الكتل الهوائية الدافئة والباردة بحرية فوق المدينة. يتأثر الطقس في موسكو بأعاصير المحيط الأطلسي والبحر الأبيض المتوسط ، ولهذا السبب يكون مستوى هطول الأمطار أعلى هنا ، وفي الشتاء يكون أكثر دفئًا من المدن الواقعة على خط العرض هذا.
يعكس الطقس في موسكو جميع الظواهر المميزة للمناخ القاري المعتدل. يتم التعبير عن عدم الاستقرار النسبي للطقس ، على سبيل المثال ، في فصل الشتاء البارد ، مع ذوبان الجليد المفاجئ ، وبرودة حادة في الصيف ، وكمية كبيرة من الأمطار. هذه وغيرها من أحداث الطقس ليست غير شائعة بأي حال من الأحوال. غالبًا ما يتم ملاحظة الضباب في موسكو في الصيف والخريف ، ويرجع سبب ذلك جزئيًا إلى النشاط البشري ؛ عواصف رعدية حتى في الشتاء.
في يونيو 1998 ، حصد عاصفة شديدة أرواح ثمانية أشخاص ، وأصيب 157 شخصًا. في ديسمبر 2010 ، أدت الأمطار المتجمدة الغزيرة الناجمة عن الاختلافات في درجات الحرارة على الارتفاعات وعلى الأرض إلى تحويل الشوارع إلى حلبة تزلج ، وسقطت رقاقات الثلج العملاقة والأشجار تحت وطأة الجليد على الأشخاص والمباني والسيارات.
تم تسجيل الحد الأدنى لدرجة الحرارة في موسكو في عام 1940 ، وكانت -42.2 درجة مئوية ، وتم تسجيل الحد الأقصى - + 38.2 درجة مئوية في عام 2010.
متوسط درجة الحرارة في يوليو 2010 - 26.1 درجة - قريب من المعدل الطبيعي في الإمارات العربية المتحدة والقاهرة. وبوجه عام ، أصبح عام 2010 هو العام القياسي لعدد درجات الحرارة القصوى: تم تسجيل 22 رقمًا قياسيًا يوميًا خلال فصل الصيف.
الطقس في وسط موسكو وضواحيها ليس هو نفسه.
ما الذي يحدد الرطوبة النسبية للهواء وكيف؟
درجة الحرارة في المناطق الوسطى أعلى ، وفي الشتاء يمكن أن يصل الفرق إلى 5-10 درجات. من المثير للاهتمام أن بيانات الطقس الرسمية في موسكو يتم توفيرها من محطة الطقس في مركز معارض عموم روسيا الواقع في الشمال الشرقي من المدينة ، وهو أقل بعدة درجات من قيم درجة حرارة محطة الطقس في Balchug في وسط المدينة.
الطقس في مدن أخرى في منطقة موسكو ›
المادة الجافة والرطوبة
الماء هو أحد أكثر المواد شيوعًا على وجه الأرض ، فهو شرط ضروري للحياة وجزء من جميع المنتجات والمواد الغذائية.
الماء ، ليس عنصرًا غذائيًا بحد ذاته ، فهو أمر حيوي كمثبت درجة حرارة الجسم ، وناقل للمغذيات (المغذيات) ونفايات الجهاز الهضمي ، وكاشف ووسط تفاعل في عدد من التحولات الكيميائية ، ومثبت تشكيل البوليمر الحيوي ، وأخيراً ، باعتباره مادة تسهل السلوك الديناميكي للجزيئات الكبيرة ، بما في ذلك مظهرها من الخصائص التحفيزية (الأنزيمية).
الماء هو أهم عنصر في الغذاء.
إنه موجود في مجموعة متنوعة من المنتجات النباتية والحيوانية كمكون خلوي وخارج الخلية ، كوسيط تشتيت ومذيب ، يحدد الاتساق والهيكل. يؤثر الماء على مظهر وطعم وفترة صلاحية المنتج. من خلال تفاعله الفيزيائي مع البروتينات والسكريات والدهون والأملاح ، يساهم الماء بشكل كبير في بنية الغذاء.
يشير المحتوى الرطوبي الكلي للمنتج إلى كمية الرطوبة فيه ، ولكنه لا يميز مشاركته في التغيرات الكيميائية والبيولوجية في المنتج.
تلعب نسبة الرطوبة الحرة والمقيدة دورًا مهمًا في ضمان ثباتها أثناء التخزين.
رطوبة مقيدة- يرتبط هذا الماء ارتباطًا وثيقًا بمكونات مختلفة - البروتينات والدهون والكربوهيدرات بسبب الروابط الكيميائية والفيزيائية.
رطوبة مجانية- هذه رطوبة غير مرتبطة بالبوليمر ومتاحة للتفاعلات البيوكيميائية والكيميائية والميكروبيولوجية.
بالطرق المباشرة ، يتم استخراج الرطوبة من المنتج وتحديد مقدارها ؛ غير المباشر (التجفيف ، قياس الانكسار ، الكثافة والتوصيل الكهربائي للمحلول) - تحديد محتوى المواد الصلبة (المخلفات الجافة). تتضمن الطرق غير المباشرة أيضًا طريقة تعتمد على تفاعل الماء مع بعض الكواشف.
تحديد محتوى الرطوبة التجفيف إلى وزن ثابت (طريقة المراجحة)يعتمد على إطلاق الرطوبة من الجسم قيد الدراسة عند درجة حرارة معينة.
يتم التجفيف بوزن ثابت أو بطرق متسارعة عند درجة حرارة مرتفعة لفترة زمنية محددة.
يتم تجفيف العينات ، والتلبيد في كتلة كثيفة ، باستخدام الرمل المكلس ، الذي يجب أن تكون كتلته أكبر 2-4 مرات من كتلة العينة.
يعطي الرمل المسامية للعينة ، ويزيد من سطح التبخر ، ويمنع تكوين قشرة على السطح ، مما يجعل من الصعب إزالة الرطوبة. يتم التجفيف في أكواب خزفية أو عبوات من الألمنيوم أو الزجاج لمدة 30 دقيقة ، عند درجة حرارة معينة ، حسب نوع المنتج.
يتم حساب الكسر الكتلي للمواد الصلبة (X ،٪) بالصيغة
حيث م هو وزن الزجاجة بقضيب زجاجي ورمل ، ز ؛
m1 كتلة زجاجة الوزن بقضيب زجاجي ورمل و
وزنها قبل التجفيف ، ز ؛
m2 وزن الزجاجة بقضيب زجاجي ورمل وعينة
بعد التجفيف ،
يتم التجفيف في الجهاز عالي التردد عن طريق الأشعة تحت الحمراء في جهاز يتكون من لوحين دائريين أو مستطليين مترابطين (الشكل 3.1).
الشكل 3.1 - جهاز RF لتحديد الرطوبة
1 - مقبض 2 - اللوحة العلوية ؛ 3 - وحدة التحكم ؛ 4 - اللوحة السفلية 5 - ترمومتر ملامس كهربائي
في حالة العمل ، يتم إنشاء فجوة 2-3 مم بين اللوحات.
يتم التحكم في درجة حرارة سطح التسخين بواسطة ميزانين حرارة زئبقيين. للحفاظ على درجة حرارة ثابتة ، تم تجهيز الجهاز بميزان حرارة ملامس متصل على التوالي مع المرحل. يتم ضبط درجة الحرارة المحددة على مقياس حرارة التلامس. الجهاز متصل بالشبكة قبل 20 ... 25 دقيقة من بدء التجفيف للتسخين إلى درجة الحرارة المطلوبة.
يتم تجفيف جزء من المنتج في كيس ورقي دوار بحجم 20 × 14 سم لمدة 3 دقائق عند درجة حرارة معينة ، ويتم تبريده في مجفف لمدة 2-3 دقائق ويتم وزنه بسرعة بدقة 0.01 جم.
يتم حساب الرطوبة (س ،٪) من خلال الصيغة
حيث م هي كتلة العبوة ، ز ؛
m1 هي كتلة العبوة بعينة قبل التجفيف ، g ؛
m2 كتلة العبوة مع العينة المجففة ، g.
طريقة قياس الانكساريستخدم لضبط الإنتاج في تحديد محتوى المادة الجافة في الأشياء الغنية بالسكروز: الأطباق الحلوة ، المشروبات ، العصائر ، العصائر.
تعتمد الطريقة على العلاقة بين معامل الانكسار للشيء قيد الدراسة أو المستخلص المائي منه وتركيز السكروز.
رطوبة الجو
يعتمد معامل الانكسار على درجة الحرارة ، لذلك يتم القياس بعد ترموستات المنشور ومحلول الاختبار.
يتم حساب كتلة المواد الصلبة (X ، g) للمشروبات التي تحتوي على السكر بواسطة الصيغة
حيث أ - كتلة للمواد الجافة ، محددة
طريقة قياس الانكسار٪ ؛
P هو حجم المشروب ، سم 3.
للعصائر والفواكه والتوت وجيلي الحليب ، إلخ.
حسب الصيغة
حيث a هو الجزء الكتلي من المواد الصلبة في المحلول ،٪ ؛
m1 كتلة العينة الذائبة ، g ؛
م هي كتلة العينة ، ز.
بالإضافة إلى هذه الطرق الشائعة لتحديد المادة الجافة ، يتم استخدام عدد من الطرق لتحديد محتوى كل من الرطوبة الحرة والمقيدة.
قياس ألوان المسح التفاضلي.
إذا تم تبريد العينة إلى درجة حرارة أقل من 0 درجة مئوية ، فستتجمد الرطوبة الحرة ، لكن الرطوبة المقيدة لن تتجمد. عن طريق تسخين عينة مجمدة في مقياس الألوان ، يمكن قياس الحرارة المستهلكة عند ذوبان الجليد.
يتم تعريف المياه غير المتجمدة على أنها الفرق بين الماء العادي والمياه المتجمدة.
قياسات عازلة. تعتمد الطريقة على حقيقة أنه عند درجة حرارة 0 درجة مئوية ، تكون ثوابت العزل الكهربائي للماء والجليد متساوية تقريبًا. ولكن إذا كان جزء من الرطوبة مرتبطًا ، فيجب أن تكون خصائصه العازلة للكهرباء مختلفة تمامًا عن الخواص العازلة للماء والجليد.
قياس السعة الحرارية.
السعة الحرارية للماء أكبر من السعة الحرارية للثلج ، لأن مع ارتفاع درجة حرارة الماء ، تنكسر الروابط الهيدروجينية. تستخدم هذه الخاصية لدراسة حركة جزيئات الماء.
تعطي قيمة السعة الحرارية ، اعتمادًا على محتواها في البوليمرات ، معلومات حول كمية المياه المربوطة. إذا كان الماء مرتبطًا على وجه التحديد بتركيزات منخفضة ، فإن مساهمته في السعة الحرارية تكون صغيرة. في نطاق قيم الرطوبة العالية ، يتم تحديدها بشكل أساسي من خلال الرطوبة الحرة ، والتي تكون مساهمتها في السعة الحرارية أكبر بحوالي مرتين من مساهمة الجليد.
الرنين المغناطيسي النووي (NMR).تتكون الطريقة في دراسة تنقل المياه في مصفوفة ثابتة.
في حالة وجود رطوبة حرة ومحددة ، يتم الحصول على خطين في طيف الرنين المغناطيسي النووي بدلاً من خط واحد للمياه السائبة.
السابق التالي
عرض المزيد:
رطوبة الجو. الوحدات. التأثير على عمل الطيران.
الماء مادة يمكن أن تكون في نفس الوقت في حالات تجميع مختلفة بنفس درجة الحرارة: غازي (بخار الماء) ، سائل (ماء) ، صلب (جليد). تسمى هذه الحالات أحيانًا حالة طور الماء.
في ظل ظروف معينة ، يمكن أن تنتقل المياه من حالة (طور) إلى أخرى. لذلك يمكن أن ينتقل بخار الماء إلى الحالة السائلة (عملية التكثيف) ، أو ، مع تجاوز المرحلة السائلة ، ينتقل إلى الحالة الصلبة - الجليد (عملية التسامي).
في المقابل ، يمكن أن يتحول الماء والجليد إلى حالة غازية - بخار الماء (عملية التبخر).
تشير الرطوبة إلى إحدى حالات الطور - بخار الماء الموجود في الهواء.
يدخل الغلاف الجوي عن طريق التبخر من أسطح المياه والتربة والثلج والنباتات.
نتيجة للتبخر ، يمر جزء من الماء إلى حالة غازية ، مكونًا طبقة بخار فوق سطح التبخر.
الرطوبة النسبية
يتم نقل هذا البخار بواسطة التيارات الهوائية في اتجاهات رأسية وأفقية.
تستمر عملية التبخر حتى تصل كمية بخار الماء فوق سطح التبخر إلى التشبع الكامل ، أي أقصى كمية ممكنة في حجم معين عند ضغط هواء ودرجة حرارة ثابتين.
تتميز كمية بخار الماء في الهواء بالوحدات التالية:
ضغط بخار الماء.
مثل أي غاز آخر ، يتمتع بخار الماء بمرونته الخاصة ويمارس ضغطًا يُقاس بوحدة mm Hg أو hPa. يشار إلى كمية بخار الماء في هذه الوحدات: الفعلي - ه، مشبع - E.في محطات الطقس ، من خلال قياس المرونة في hPa ، يتم إجراء ملاحظات لمحتوى الرطوبة في بخار الماء.
الرطوبة المطلقة. يمثل كمية بخار الماء بالجرامات الموجودة في متر مكعب واحد من الهواء (g /).
رسالة أ- الكمية الفعلية يشار إليها بالحرف لكن- مساحة مشبعة. الرطوبة المطلقة في قيمتها قريبة من مرونة بخار الماء ، معبرًا عنها بالملليمتر الزئبقي ، ولكن ليس في hPa ، عند درجة حرارة 16.5 درجة مئوية هو أمتساوية مع بعضها البعض.
رطوبة معينةهي كمية بخار الماء بالجرامات الموجودة في كيلوغرام واحد من الهواء (جم / كجم).
رسالة ف -الكمية الفعلية يشار إليها بالحرف س-مساحة مشبعة. الرطوبة النوعية هي قيمة مناسبة للحسابات النظرية ، لأنها لا تتغير عند تسخين الهواء وتبريده وضغطه وتمدده (ما لم يتكثف الهواء). يتم استخدام قيمة الرطوبة المحددة لجميع أنواع الحسابات.
الرطوبة النسبيةيمثل النسبة المئوية لكمية بخار الماء الموجود في الهواء إلى الكمية التي من شأنها تشبع مساحة معينة عند نفس درجة الحرارة.
يشار إلى الرطوبة النسبية بالحرف ص.
حسب التعريف
ص = ه / ع * 100٪
يمكن أن تختلف كمية بخار الماء التي تشبع الفضاء ، وتعتمد على عدد جزيئات البخار التي يمكنها الهروب من السطح المتبخر.
يعتمد تشبع الهواء ببخار الماء على درجة حرارة الهواء ، فكلما ارتفعت درجة الحرارة ، زادت كمية بخار الماء ، وكلما انخفضت درجة الحرارة ، قل.
قطرة ندى- هذه هي درجة الحرارة اللازمة لتبريد الهواء حتى يصل بخار الماء الموجود فيه إلى التشبع الكامل (عند r \ u003d 100٪).
يسمى الفرق بين درجة حرارة الهواء ودرجة حرارة نقطة الندى (T-Td) نقص نقطة الندى.
يوضح مقدار الهواء الذي يجب تبريده حتى يصل بخار الماء الموجود فيه إلى التشبع.
مع وجود عجز صغير ، يحدث تشبع الهواء بشكل أسرع بكثير من عجز التشبع الكبير.
تعتمد كمية بخار الماء أيضًا على حالة تراكم السطح المتبخر ، على انحناءه.
عند نفس درجة الحرارة ، تكون كمية بخار التشبع أكبر من واحد وأقل فوق الجليد (للجليد جزيئات قوية).
عند نفس درجة الحرارة ، ستكون كمية البخار أكبر على سطح محدب (سطح قطيرات) أكثر من سطح تبخر مسطح.
تلعب كل هذه العوامل دورًا مهمًا في تكوين الضباب والسحب والتهطال.
يؤدي انخفاض درجة الحرارة إلى تشبع بخار الماء الموجود في الهواء ، ثم إلى تكثيف هذا البخار.
رطوبة الهواء لها تأثير كبير على طبيعة الطقس ، وتحديد ظروف الطيران. يؤدي وجود بخار الماء إلى تكوين ضباب ، ضباب ، غيوم ، مما يعقد رحلة العواصف الرعدية والأمطار المتجمدة.
تعريف
رطوبة الهواء المطلقةهي كمية بخار الماء لكل وحدة حجم من الهواء:
في نظام SI ، وحدة قياس الرطوبة المطلقة
الرطوبة هي معلمة بيئية مهمة للغاية. من المعروف أن الماء (المحيط العالمي) يشغل معظم سطح الأرض ، ويحدث التبخر من سطحه باستمرار. تختلف شدة هذه العملية في المناطق المناخية المختلفة. يعتمد ذلك على متوسط درجة الحرارة اليومية ووجود الرياح وعوامل أخرى. وبالتالي ، تكون عملية تبخر الماء في أماكن معينة أكثر كثافة من تكثيفها ، وفي بعض الأماكن يكون العكس صحيحًا.
يتفاعل جسم الإنسان بنشاط مع التغيرات في رطوبة الهواء. على سبيل المثال ، ترتبط عملية التعرق ارتباطًا وثيقًا بدرجة حرارة ورطوبة البيئة. في حالة الرطوبة العالية ، يتم تعويض عمليات تبخر الرطوبة من سطح الجلد عمليًا من خلال عمليات تكثيفها ، كما يتم إزعاج إزالة الحرارة من الجسم ، مما يؤدي إلى انتهاكات التنظيم الحراري ؛ في الرطوبة المنخفضة ، تسود عمليات تبخر الرطوبة على عمليات التكثيف ويفقد الجسم الكثير من السوائل ، مما قد يؤدي إلى الجفاف.
بالإضافة إلى أن مفهوم الرطوبة هو أهم معيار لتقييم الأحوال الجوية ، وهو ما يعرفه الجميع من تنبؤات الطقس.
تعطي الرطوبة المطلقة للهواء فكرة عن محتوى الماء المحدد في الهواء بالكتلة ، ولكن هذه القيمة غير ملائمة من حيث حساسية الكائنات الحية للرطوبة. لا يشعر الشخص بكمية كتلة الماء في الهواء ، ولكن محتواها بالنسبة لأقصى قيمة ممكنة. لوصف رد فعل الكائنات الحية على التغيرات في محتوى بخار الماء في الهواء ، تم تقديم مفهوم الرطوبة النسبية.
الرطوبة النسبية
تعريف
الرطوبة النسبية- هذه كمية فيزيائية توضح مدى بعد بخار الماء في الهواء عن التشبع:
أين كثافة بخار الماء في الهواء (الرطوبة المطلقة) ؛ كثافة بخار الماء المشبع عند درجة حرارة معينة.
قطرة ندى
تعريف
قطرة ندىهي درجة الحرارة التي يتشبع عندها بخار الماء.
بمعرفة درجة حرارة نقطة الندى ، يمكنك الحصول على فكرة عن الرطوبة النسبية للهواء. إذا كانت درجة حرارة نقطة الندى قريبة من درجة الحرارة المحيطة ، فإن الرطوبة تكون عالية ( عندما تتطابق درجات الحرارة ، يتشكل الضباب).على العكس من ذلك ، إذا كانت قيم نقطة الندى ودرجة حرارة الهواء في وقت القياس تختلف اختلافًا كبيرًا ، فيمكننا التحدث عن محتوى منخفض من بخار الماء في الغلاف الجوي.
عندما يتم إحضار شيء ما إلى غرفة دافئة من الصقيع ، يبرد الهواء فوقه ، ويتشبع ببخار الماء ، وتتكثف قطرات الماء على الأشياء. في المستقبل ، يسخن الشيء إلى درجة حرارة الغرفة ، ويتبخر كل المكثفات.
مثال آخر لا يقل شهرة هو تعفير النوافذ في المنزل. كثير من الناس لديهم تكاثف على نوافذهم في الشتاء. تتأثر هذه الظاهرة بعاملين - الرطوبة ودرجة الحرارة. إذا تم تثبيت نافذة زجاجية مزدوجة عادية وتم تنفيذ العزل بشكل صحيح ، وكان هناك مكثف ، فهذا يعني أن الغرفة بها رطوبة عالية ؛ التهوية أو التهوية سيئة.
أمثلة على حل المشكلات
مثال 1
| ممارسه الرياضه | تُظهر الصورة ترمومتران يستخدمان لتحديد الرطوبة النسبية للهواء باستخدام جدول قياس نفسي. ماذا سيظهر مقياس الحرارة ذو البصيلة الرطبة إذا زادت الرطوبة النسبية بنسبة 7٪ عند درجة حرارة ثابتة للهواء؟ |
| المحلول | دعنا نكتب قراءات موازين الحرارة الجافة والرطبة الموضحة في الصورة: دعنا نحدد الفرق في قراءات مقياس الحرارة: وفقًا لجدول القياس النفسي ، نحدد الرطوبة النسبية للهواء: إذا زادت رطوبة الهواء بنسبة 7٪ ، فإنها ستصبح 55٪. وفقًا لجدول القياس النفسي ، نحدد قراءات مقياس الحرارة الجاف والفرق بين قراءات موازين الحرارة الجافة والرطبة: لذلك سيظهر المصباح المبلل: |
| إجابه | قراءات البصيلة الرطبة. |
مثال 2
| ممارسه الرياضه | الرطوبة النسبية في المساء عند درجة حرارة 50٪. هل ينخفض الندى إذا انخفضت درجة الحرارة إلى؟ في الليل؟ |
| المحلول | الرطوبة النسبية:
|
الرطوبة المطلقة والنسبية
في القسم السابق ، استخدمنا عددًا من المصطلحات المادية. نظرًا لأهميتها الكبيرة ، فلنتذكر دورة الفيزياء المدرسية ونوضح ماهية رطوبة الهواء ونقطة الندى وكيفية قياسها.
المعلمة الفيزيائية الأساسية الموضوعية هي الرطوبة المطلقة (الفعلية) للهواء - تركيز الكتلة (المحتوى) للماء الغازي (الماء المتبخر ، بخار الماء) في الهواء ، على سبيل المثال ، عدد الكيلوغرامات من الماء المتبخر في متر مكعب واحد من الهواء (بتعبير أدق ، في متر مكعب واحد من الفضاء). إذا كان هناك القليل من بخار الماء في الهواء ، فهذا يعني أن الهواء جاف ، وإذا كان هناك الكثير فهو رطب. لكن ماذا يعني الكثير؟ على سبيل المثال ، هل 0.1 كجم من بخار الماء في متر مكعب واحد من الهواء كثير؟ ليس كثيرًا ولا قليلًا جدًا ولا أكثر ولا أكثر. ولكن إذا سألت عن مقدار - 0.1 كجم من بخار الماء في متر مكعب واحد من الهواء عند درجة حرارة 40 درجة مئوية ، فيمكنك بالتأكيد القول إن هناك الكثير ، لدرجة أنه لا يحدث أبدًا.
الحقيقة هي أنه لا يمكن تبخر كمية كبيرة من الماء بشكل تعسفي ، لأنه في ظل ظروف الحمام العادية ، لا يزال الماء سائلاً ، ولا يتطاير سوى جزء صغير جدًا من جزيئاته خارج الطور السائل عبر الواجهة إلى الغاز مرحلة. دعونا نشرح هذا باستخدام مثال من نفس النموذج الشرطي للحمام التركي - وعاء نموذجي ("وعاء") ، وأسفل (أرضية) وجدران وغطاء (سقف) لهما نفس درجة الحرارة. في الهندسة ، يُطلق على هذا الوعاء المتساوي الحرارة اسم منظم الحرارة (الفرن).
صب الماء في قاع الوعاء النموذجي (على أرضية الحمام) ، وبتغيير درجة الحرارة ، قم بقياس الرطوبة المطلقة للهواء عند درجات حرارة مختلفة. اتضح أنه عندما ترتفع درجة الحرارة ، تزداد الرطوبة المطلقة للهواء بسرعة ، وعندما تنخفض درجة الحرارة ، تنخفض بسرعة (الشكل 23). هذا هو نتيجة حقيقة أنه مع زيادة درجة الحرارة ، يزداد عدد جزيئات الماء التي تحتوي على طاقة كافية للتغلب على حاجز الطاقة لانتقال الطور بسرعة (أسيًا). تؤدي الزيادة في عدد جزيئات التغويز ("التبخر") إلى زيادة عدد (تراكم) جزيئات الماء في الهواء (إلى زيادة كمية بخار الماء) ، مما يؤدي بدوره إلى زيادة في عدد جزيئات الماء التي "تطير" مرة أخرى في الماء (السائل). عندما تتم مقارنة معدل تحويل الماء إلى غاز مع معدل تسييل بخار الماء ، يتم ضبط التوازن ، والذي يتم وصفه بواسطة المنحنى في الشكل. 23. من المهم أن تضع في اعتبارك أنه في حالة التوازن ، عندما يبدو أنه لا شيء يحدث في الحمام ، لا يتبخر شيء ولا شيء يتكثف ، في الواقع ، يتم تحويل أطنان من الماء (وبخار الماء) إلى غاز (ويتم تسييلها على الفور ). على التوالي). ومع ذلك ، في المستقبل ، سوف نعتبر التبخر هو التأثير الناتج - زيادة معدل التغويز على معدل التسييل ، عندما تتناقص كمية الماء بالفعل ، وتزداد كمية بخار الماء بالفعل. إذا تجاوز معدل التسييل معدل التغويز ، فإن هذه العملية ستسمى التكثيف.
تسمى قيم توازن الرطوبة المطلقة للهواء بكثافة بخار الماء المشبع وهي أقصى رطوبة مطلقة ممكنة للهواء عند درجة حرارة معينة. مع ارتفاع درجة الحرارة ، يبدأ الماء في التبخر (يتحول إلى غاز) ، مما يؤدي إلى زيادة قيمة كثافة البخار المشبع. عندما تنخفض درجة الحرارة ، يتكثف بخار الماء إما على جدران التبريد على شكل قطرات ندى صغيرة (ثم يندمج في قطرات كبيرة ويتدفق لأسفل في شكل تيارات) ، أو في حجم هواء التبريد على شكل قطرات ضباب صغيرة أقل من 1 ميكرومتر في الحجم (بما في ذلك في شكل النوادي البخارية).
أرز. 23. رطوبة الهواء المطلقة تفعل فوق الماء في ظل ظروف التوازن (كثافة البخار المشبع) وضغط بخار التشبع المقابل ص عند درجات حرارة مختلفة. الأسهم المتقطعة - تحديد نقطة الندى Тр لقيمة عشوائية للرطوبة المطلقة د.
لذلك ، عند درجة حرارة 40 درجة مئوية ، تبلغ الرطوبة المطلقة المتوازنة للهواء فوق الماء في ظل ظروف متساوية الحرارة (كثافة البخار المشبع) 0.05 كجم / م 3. على العكس من ذلك ، بالنسبة للرطوبة المطلقة البالغة 0.05 كجم / م 3 ، تسمى درجة حرارة 40 درجة مئوية نقطة الندى ، حيث يبدأ الندى في الظهور عند هذه الرطوبة المطلقة وعند درجة الحرارة هذه (مع انخفاض درجة الحرارة). الندى مألوف للجميع من الزجاج الضبابي والمرايا في الحمامات. تحدد الرطوبة المطلقة للهواء بشكل فريد (وفقًا للرسم البياني في الشكل 23) نقطة الندى في الهواء والعكس صحيح. لاحظ أن نقطة الندى البالغة 37 درجة مئوية ، والتي تساوي درجة الحرارة العادية لجسم الإنسان ، تقابل رطوبة مطلقة قدرها 0.04 كجم / م 3.
الآن ضع في اعتبارك الحالة التي يتم فيها انتهاك حالة التوازن الديناميكي الحراري. على سبيل المثال ، في البداية تم تسخين وعاء نموذجي ، مع الماء والهواء بداخله ، إلى 40 درجة مئوية ، ثم نفترض افتراضياً أن درجة حرارة الجدران والماء والهواء ارتفعت فجأة إلى 70 درجة مئوية. أولاً ، لدينا رطوبة هواء مطلقة تبلغ 0.05 كجم / م 3 تقابل كثافة البخار المشبع عند 40 درجة مئوية. بعد ارتفاع درجة حرارة الهواء إلى 70 درجة مئوية ، يجب أن ترتفع الرطوبة المطلقة للهواء تدريجيًا إلى كثافة بخار جديدة مشبعة تبلغ 0.20 كجم / م 3 بسبب تبخر كمية إضافية من الماء. وطوال فترة التبخر ، ستكون رطوبة الهواء المطلقة أقل من 0.20 كجم / م 3 ، لكنها سترتفع وتميل إلى قيمة 0.20 كجم / م 3 ، والتي سيتم تحديدها عاجلاً أم آجلاً عند 70 درجة مئوية.
يتم وصف هذه الأنماط غير المتوازنة لانتقال الهواء من حالة إلى أخرى باستخدام مفهوم الرطوبة النسبية ، والتي يتم حساب قيمتها وتساوي نسبة الرطوبة المطلقة الحالية إلى كثافة البخار المشبع عند درجة حرارة الهواء الحالية. وهكذا ، في البداية لدينا رطوبة نسبية 100٪ عند 40 درجة مئوية. بعد ذلك ، مع ارتفاع حاد في درجة حرارة الهواء إلى 70 درجة مئوية ، انخفضت الرطوبة النسبية للهواء فجأة إلى 25٪ ، وبعد ذلك ، بسبب التبخر ، بدأت مرة أخرى في الارتفاع إلى 100٪. نظرًا لأن مفهوم كثافة البخار المشبع لا معنى له دون تحديد درجة الحرارة ، فإن مفهوم الرطوبة النسبية لا معنى له أيضًا دون تحديد درجة الحرارة. لذا ، فإن الرطوبة المطلقة للهواء البالغة 0.05 كجم / م 3 تتوافق مع رطوبة هواء نسبية تبلغ 100٪ عند درجة حرارة هواء تبلغ 40 درجة مئوية و 25٪ عند درجة حرارة هواء تبلغ 70 درجة مئوية. رطوبة الهواء المطلقة هي قيمة كتلة صافية ولا تتطلب الإشارة إلى أي درجة حرارة.
إذا كانت الرطوبة النسبية للهواء صفرًا ، فلا يوجد بخار ماء في الهواء على الإطلاق (هواء جاف تمامًا). إذا كانت الرطوبة النسبية للهواء 100٪ ، فإن الهواء يكون رطبًا قدر الإمكان ، والرطوبة المطلقة للهواء تساوي كثافة البخار المشبع. إذا كانت الرطوبة النسبية للهواء ، على سبيل المثال ، 30٪ ، فهذا يعني أن 30٪ فقط من كمية الماء قد تبخرت في الهواء ، والتي ، من حيث المبدأ ، يمكن أن تتبخر في الهواء عند درجة الحرارة هذه ، ولكن لم يحدث ذلك. حتى الآن تبخرت (أو لا يمكن أن تتبخر بسبب نقص الماء السائل). بعبارة أخرى ، تشير القيمة العددية للرطوبة النسبية للهواء إلى ما إذا كان بإمكان الماء أن يتبخر ومقدار تبخره ، أي أن الرطوبة النسبية للهواء تميز المحتوى الرطوبي المحتمل للهواء. نؤكد أن المصطلح "نسبي" يشير إلى كتلة الماء في الهواء ليس إلى كتلة الهواء ، ولكن إلى أقصى محتوى كتلة ممكن لبخار الماء في الهواء.
ولكن ماذا يحدث إذا لم تكن هناك درجة حرارة موحدة في الوعاء؟ على سبيل المثال ، ستبلغ درجة حرارة الجزء السفلي (الأرضية) 70 درجة مئوية ، بينما تبلغ درجة حرارة الغطاء (السقف) 40 درجة مئوية فقط. ثم لا يمكن إدخال مفهوم واحد لكثافة البخار المشبع والرطوبة النسبية. في قاع الإناء ، تميل الرطوبة المطلقة للهواء إلى الارتفاع إلى 0.20 كجم / م 3 ، بينما تنخفض في السقف إلى 0.05 كجم / م 3. في هذه الحالة ، سيتبخر الماء الموجود في القاع ، وسيتكثف بخار الماء على السقف ثم يتدفق لأسفل في شكل مكثف ، خاصة إلى قاع الوعاء. تسمى هذه العملية غير المتوازنة (ولكن ربما تكون مستقرة تمامًا مع مرور الوقت ، أي ثابتة) التقطير في الصناعة. هذه العملية نموذجية للحمامات التركية الحقيقية ، حيث يتكثف الندى باستمرار على السقف البارد. لذلك ، في الحمامات التركية ، تصنع الأسقف المقببة مع المزاريب (الأخاديد) لتصريف المكثفات دون فشل.
يمكن أن يحدث عدم التوازن أيضًا في العديد من الحالات الأخرى (وعمليًا في جميع الحالات الحقيقية) ، على وجه الخصوص ، عندما تكون جميع درجات الحرارة متساوية ، ولكن عندما يكون هناك نقص في المياه. لذلك ، إذا اختفى الماء في قاع الوعاء أثناء عملية التبخر (تبخر) ، فلن يكون هناك شيء يتبخر أكثر ، وسيتم تثبيت الرطوبة المطلقة على نفس المستوى. من الواضح أنه في هذه الحالة لا يمكن تحقيق رطوبة نسبية للهواء بنسبة 100٪ في درجات حرارة مرتفعة ، وهو عامل مفيد ، على وجه الخصوص ، للحصول على ساونا جافة أو بخار خفيف في حمام روسي. ولكن إذا بدأنا في خفض درجة الحرارة ، فعند درجة حرارة منخفضة معينة تسمى نقطة الندى ، سيظهر الماء مرة أخرى على جدران الوعاء في شكل مكثف. عند نقطة الندى ، تكون الرطوبة النسبية للهواء دائمًا 100٪ (حسب تعريف نقطة الندى).
بناءً على مبدأ ظهور المكثفات مع انخفاض درجة حرارة الهواء ، تم إنشاء جهاز معروف على نطاق واسع في الصناعة لتحديد نقطة الندى في الغازات. يتم تثبيت سطح معدني مصقول في حجرة زجاجية يتم من خلالها تمرير غاز الاختبار بسرعة منخفضة ، والتي يتم تبريدها ببطء (الشكل 24). في وقت ظهور الندى (الضباب) ، يتم قياس درجة حرارة السطح. تؤخذ درجة الحرارة هذه كنقطة الندى. لا يمكن التحديد الدقيق للحظة التي يظهر فيها الندى إلا باستخدام المجهر ، نظرًا لأن قطرات الندى في اللحظة الأولية صغيرة جدًا. يتم تبريد السطح عن طريق استخلاص الحرارة بواسطة حامل حرارة سائل أو بأي طريقة أخرى. يتم قياس درجة حرارة السطح الذي يقع عليه الندى باستخدام أي مقياس حرارة ، ويفضل أن يكون مزدوجًا حراريًا. يتضح مبدأ تشغيل الجهاز إذا "تتنفس" على مرآة باردة ، خاصة إذا تم إحضارها من البرد إلى غرفة دافئة - حيث ترتفع درجة حرارة المرآة ، وينخفض الضباب بشكل مطرد ، ثم يتوقف تمامًا.
كل هذا يعني أنه عند درجات حرارة أعلى من نقطة الندى ، يكون السطح جافًا دائمًا ، وإذا تم سكب الماء عن قصد ، فسوف يتبخر بالتأكيد وسيجف السطح. وعند درجة حرارة أقل من نقطة الندى ، يكون السطح رطبًا دائمًا ، وإذا كان السطح لا يزال جافًا صناعيًا (ممسوحًا) ، فسيظهر الماء على الفور "بمفرده" بمعنى أنه سيهبط من الهواء في شكل ندى (مكثف).
أرز. 24. مبدأ الجهاز في التحديد الدقيق لنقطة الندى في الغاز. 1 - سطح معدني مصقول لمراقبة حقيقة ظهور قطرات الندى ، 2 - علبة معدنية ، 3 - زجاج ، 4 - مدخل ومخرج لتدفق الغاز ، 5 - مجهر ، 6 - إضاءة خلفية ، 7 - ميزان حرارة مزدوج مع مزدوج حراري تم تثبيت الوصلة على مقربة من سطح مصقول ، 8 - زجاج بسائل مبرد (على سبيل المثال ، خليط الماء والكحول مع ثاني أكسيد الكربون الصلب - الثلج الجاف) ، 9 - رافع الزجاج.
ينشأ وضع مختلف تمامًا إذا كان السطح مساميًا (خشبي ، خزفي ، رمل أسمنتي ، ليفي ، إلخ). تتميز المواد المسامية بحقيقة أن بها فراغات ، وأن الفراغات لها شكل قنوات ذات حجم عرضي صغير (قطر) يصل إلى 1 ميكرون أو حتى أقل. السائل في مثل هذه القنوات (الشعيرات الدموية ، المسام) يتصرف بشكل مختلف عن الأسطح غير المسامية أو في القنوات ذات الأبعاد العرضية الكبيرة. إذا كان سطح القنوات مبللًا بالماء ، فإن الماء من السطح يتم امتصاصه بعمق في المادة ، وكما يعلم الجميع ، سيكون من الصعب تبخره لاحقًا. وإذا لم يتم ترطيب سطح القنوات بالماء ، فلن يتم امتصاص الماء بعمق في المادة ، وحتى إذا تم "حقنها" بعمق في المادة (على سبيل المثال ، باستخدام حقنة) ، فستظل كذلك اضطر للخروج (تبخر). وذلك لأن الغضروف المفصلي المقعر لسطح السائل يتشكل في شعيرات دموية قابلة للبلل ، وقوى التوتر السطحي تجذب السائل إلى الشعيرات الدموية (الشكل 25). كلما كانت الشعيرات الدموية أرق ، زادت قوة امتصاص السائل ، ويمكن أن يصل ارتفاع عمود السائل في الشعيرات الدموية بسبب قوى التوتر السطحي إلى عشرات الأمتار. لذلك ، يتم توزيع السائل الممتص تدريجيًا في جميع أنحاء الحجم الكامل للمادة المسامية ، والتي تستخدمها الأشجار لتوصيل المحاليل المغذية من الجذور إلى أوراق التاج.
أرز. 25. رسم توضيحي لخصائص مادة مسامية ، مقدم كمجموعة من القنوات (الشعيرات الدموية ، المسام) بأبعاد عرضية مختلفة د (القطر). 1 - الركيزة غير المسامية ، 2 - الماء المنسكب على الركيزة ، 3 - الشعيرات الدموية من مادة مسامية ، تمتص الماء من الركيزة بسبب التوتر السطحي F إلى ارتفاع أكبر ، أرق الشعيرات الدموية (الحجم العرضي الشرطي للقناة "d0 للمياه خارج الشعيرات الدموية يساوي اللانهاية). أرق الشعيرات الدموية ، انخفضت قيمة توازن ضغط بخار الماء فيه (توازن الرطوبة المطلقة للهواء ، كثافة البخار المشبع) ، ونتيجة لذلك يتكثف بخار الماء على سطح الماء على الركيزة سطح الماء في الشعيرات الدموية (تظهر حركة البخار بسهم منقطة بشرطة 4 - تسمى ظاهرة ترطيب مادة مسامية ببخار الماء من الهواء استرطابية.
تتميز المواد المسامية بميزة مهمة أخرى ، نظرًا لحقيقة أن كثافة البخار المشبع على سطح الماء المقعر أقل من كثافة سطح الماء المسطح ، أي أقل من القيم الموضحة في الشكل. 23- ويرجع ذلك إلى حقيقة أن جزيئات الماء من طور البخار تتطاير في كثير من الأحيان إلى ماء مضغوط (سائل) مع هلالة مقعرة (لأنها "محاطة" بشكل أكبر بسطح الماء المضغوط) ، ونفاد الهواء من بخار الماء. كل هذا يؤدي إلى حقيقة أن الماء من سطح مستو يتبخر ويتكثف داخل المادة المسامية في الشعيرات الدموية ذات الجدران القابلة للبلل. تسمى خاصية المادة المسامية المراد ترطيبها بالهواء الرطب استرطابية. من الواضح أنه عاجلاً أم آجلاً كل الماء من الأسطح غير المسامية "يعيد تكثيف" في الشعيرات الدموية للمادة المسامية. هذا يعني أنه إذا كانت المواد غير المسامية جافة ، فهذا لا يعني على الإطلاق أن المواد المسامية جافة أيضًا في ظل هذه الظروف.
وبالتالي ، حتى في رطوبة الهواء المنخفضة (مثل الرطوبة النسبية 20٪) ، يمكن ترطيب المواد المسامية (حتى عند 100 درجة مئوية). وبالتالي ، فإن الخشب مسامي ، لذلك ، عند تخزينه في المستودع ، لا يمكن أن يصبح جافًا تمامًا ، بغض النظر عن مدة تجفيفه ، ولكن يمكن أن يكون فقط "جافًا في الهواء". للحصول على خشب جاف تمامًا ، يجب تسخينه إلى أعلى درجات حرارة ممكنة (120-150 درجة مئوية وما فوق) مع انخفاض الرطوبة النسبية للهواء قدر الإمكان (0.1٪ وما دون).
لا يتم تحديد محتوى الرطوبة في الهواء الجاف للخشب من خلال الرطوبة المطلقة للهواء ، ولكن من خلال الرطوبة النسبية للهواء عند درجة حرارة معينة. هذا الاعتماد نموذجي ليس فقط للخشب ، ولكن أيضًا للطوب والجص والألياف (الأسبستوس والصوف وما إلى ذلك). تسمى قدرة المواد المسامية على امتصاص الماء من الهواء بالقدرة على "التنفس". القدرة على "التنفس" تعادل استرطابية. ستتم مناقشة هذه الظاهرة بمزيد من التفصيل في القسم 7.8.
بعض المواد العضوية المسامية (الألياف) قادرة على الاستطالة اعتمادًا على محتواها من الرطوبة. على سبيل المثال ، يمكنك تعليق وزن على خيط صوفي عادي ، وترطيب الخيط ، والتأكد من إطالة الخيط ، وبعد ذلك ، عندما يجف ، سيقصر مرة أخرى. هذا يجعل من الممكن ، من خلال قياس طول الخيط ، تحديد محتوى الرطوبة في الخيط. ونظرًا لأن محتوى الرطوبة في الخيط يتم تحديده من خلال الرطوبة النسبية للهواء ، فيمكن أيضًا تحديد الرطوبة النسبية للهواء على طول الخيط (على الرغم من أنه تقريبًا ، مع وجود بعض الأخطاء التي تزيد مع زيادة رطوبة الهواء). تعمل أجهزة قياس الرطوبة المنزلية (أجهزة لتحديد الرطوبة النسبية للهواء) ، بما في ذلك الحمامات ، على هذا المبدأ (الشكل 26).
أرز. 26. مبدأ الهيجروميتر. 1 - خيط استرطابي يتمدد عند ترطيبه (مصنوع من مادة طبيعية أو اصطناعية) ، مثبت عند كلا الطرفين على جسم الجهاز ، 2 - قضيب سلكي بطول قابل للتعديل لمعايرة الجهاز ، 3 - محور دوران السهم الذي يشير إلى الجهاز ، 4 - ذراع السهم ، 5 - زنبرك التوتر ، 6 - سهم ، 7 - مقياس.
عند التجفيف ، تقصر ألياف الخشب أيضًا. هذا ما يفسر آثار تغيير شكل فروع النبات وتزييف الخشب أثناء التجفيف. تستند العديد من التصميمات لأجهزة قياس الرطوبة المنزلية الصنع في القرية إلى استرطابية الخشب (الشكل 27 و 28).
وبالتالي ، فإن الأسطح المقعرة للماء في الشعيرات الدموية القابلة للبلل تحدد الخصائص المحددة للمواد المسامية (على وجه الخصوص ، الرطوبة والتغيرات في الخواص الميكانيكية). نفس القدر من الأهمية هي الأسطح المائية المحدبة (على الأسطح المسطحة غير القابلة للبلل من الركائز وفي الشعيرات الدموية غير القابلة للبلل) ، حيث يكون ضغط بخار الماء المشبع أكبر منه فوق الأسطح المائية المسطحة والمقعرة. وهذا يعني أن المواد غير القابلة للبلل "أكثر جفافاً" من المواد القابلة للبلل: يتبخر الماء من المواد غير القابلة للبلل ثم تتكثف الأبخرة الناتجة على المواد القابلة للبلل. هذا هو الأساس لعمل تشريب الخشب المقاوم للماء ، والذي يمنع ليس فقط تغلغل الماء السائل في المسام ، ولكن أيضًا من تكثيف بخار الماء داخل الخشب. يفسر تحدب قطرات الماء في الهواء سهولة تبخر الضباب ، فضلاً عن صعوبة تكوينه (مقارنة بالندى) أثناء التبريد الفائق للغازات الرطبة (على وجه الخصوص ، في الحمامات ، في السحب ، في السحب ، إلخ).
أرز. 27. أبسط مقياس رطوبة محلي الصنع من فرع خشبي جاف ومغطى بالرمل. 1 - يتم قطع اللقطة الرئيسية على كلا الجانبين وتثبيتها على الحائط (الموجود في مستوى الورقة) ، 2 - الجانب الثانوي بسمك 3-6 مم وطول 40-60 سم ، 3 - المقياس المطبوع على الجدار ومبنى على مقياس رطوبة متدرج (أو حسب تقارير الطقس للمنطقة). في الرطوبة النسبية المنخفضة ، يجف خشب اللقطة ، تقصر ألياف الخشب الطولية 4 وتسحب الجانب الجانبي بعيدًا عن الرئيسي.
أرز. 28. أبسط مقياس رطوبة محلي الصنع ، يعتمد على زيادة كتلة الخشب المبلل في الرطوبة النسبية العالية. 1 - الروك (الموازين) ، 2 - الخيط المعلق ، 3 - البضائع المصنوعة من مادة غير قابلة للرطوبة (على سبيل المثال ، المعدن) ، 4 - البضائع المصنوعة من الخشب المسترطب (الأخشاب الرقيقة المستديرة من الخشب الخفيف المنشور مثل الزيزفون أو الشبكة مع نشارة الخشب ونشارة الخشب). عندما تزداد الرطوبة النسبية للهواء ، يتم ترطيب الخشب ويزيد وزنه ، مما يؤدي إلى ميل الروك نحو الحمل الرطب.
في الختام ، نلاحظ ميزات المفاهيم اليومية والمصطلحات المهنية المرتبطة بالغازات الرطبة. لا يزال العديد من محبي الساونا مقتنعين بأن سخانات الساونا الروسية "تنفجر" أثناء "الانفجار" لا تعطي نوعًا من بخار الماء ، ولكن تعليق غازي (غبار) لجزيئات صغيرة من الماء الساخن ، وأكثر الجسيمات الميكروسكوبية للماء الساخن هي نفس "البخار الخفيف". لذلك ، يتعين على مؤيدي هذه النظرية اليومية الجميلة أن يندفعوا بشكل مؤلم بين النفعية الواضحة للتضحية "التركية" على أسطح أرضية كبيرة ولكنها شديدة الحرارة (إعطاء ، وفقًا لهذه النظرية ، على ما يبدو "أخف بخار") و "فائدة" التضحية الروسية على أسطح صغيرة نسبيًا من الحجارة الساخنة. وفقًا لهذه النظرية ، يبدو أن نفث البخار "الأبيض" من إبريق الشاي هو الفعل الأساسي "لتبخر" الماء في إبريق الشاي. ثم تتبخر هذه الجسيمات الكبيرة من البخار "الأبيض" (يُزعم أنها تنفصل) مرة أخرى مع تكوين جزيئات مائية مجهرية غير مرئية للعين. من الواضح أن كل هذه الاعتبارات ناتجة عن الجهل بالنظرية الجزيئية للمواد ، وبالتالي عدم القدرة على تخيل الماء المكثف كمجموعة من الجزيئات التي تجتذب بعضها البعض ، والتي من خلالها ، للتغلب على الحاجز ، جزيئات الماء الفردية الأكثر نشاطًا (قادرة على كسر "روابط" الجذب المتبادل) يمكن أن يطير في الهواء.) ، مجرد تشكيل البخار على شكل غاز.
في هذا الكتاب ، لا تتاح لنا الفرصة لمناقشة العديد من الأفكار اليومية (غالبًا ما تكون بارعة جدًا ، ولكنها كثيفة) التي تميز الحمامات. يقدم هذا الكتاب مقدمة للفيزياء على الأقل على مستوى المناهج المدرسية. نحن نميز بوضوح الماء المضغوط السائل الذي يتم سكبه في وعاء عن الماء السائل المشتت (المسحوق) على شكل قطرات كبيرة وبقع و / أو في شكل قطرات صغيرة - رذاذ (ينزل ببطء في الهواء) و / أو في شكل من قطرات الضباب متناهية الصغر والضباب (عمليا لا ينزل في الهواء). بخار الماء (بخار الماء) ليس ماءًا أو سائلًا (حتى لو كان منقسمًا بدقة) ، ولكنه غاز ، فهذه جزيئات ماء فردية في الفضاء ، وجزيئات الماء هذه متباعدة جدًا لدرجة أنها لا تجذب بعضها البعض عمليًا (ولكنها تتفاعل في بعض الأحيان نتيجة الاصطدامات وبسبب هذا فهي قادرة على الجمع باستمرار - تتكثف عند السرعات المنخفضة من الاصطدامات الجزيئية). تكون جزيئات الماء (على شكل بخار ماء في الحمام) دائمًا في بيئة جزيئات الهواء ، وتشكل غازًا خاصًا - هواء رطب ، أي خليط من الهواء وبخار الماء (خليط من جزيئات الماء والنيتروجين والأكسجين والأرجون والمكونات الأخرى التي يتكون منها الهواء). وإذا كان هذا الهواء الرطب ساخنًا ، فإنه يسمى "بخارًا" في الحمامات. يُطلق على بخار الماء المنفصل جزيئات الماء المنفصلة H 2 O –> OH + H ، تتشكل عند درجات حرارة أعلى من 2000 درجة مئوية. في درجات حرارة أعلى من 5000 درجة مئوية ، تتشكل أبخرة مائية مؤينة مختلفة H 2 O -> OH - + H + = OH - + H 3 O + \ u003d OH + H + + e. يمكن أن يحدث التأين أيضًا في درجات حرارة بخار منخفضة ، ولكن أثناء التشعيع الإلكتروني أو الأيوني ، على سبيل المثال ، في حالة التفريغ الكهربائي المتوهج أو الإكليل في الهواء.
بخار الماء ، مثل أي غاز (أو أي بخار ، على سبيل المثال ، تبخر البنزين) ، غير مرئي ، والضباب ليس غازًا ، ولكنه قطرات صغيرة من الماء ، ينثر الضوء ويكون مرئيًا على شكل "دخان" أبيض. يمكننا أن نلاحظ كل يوم كيف يخرج بخار الماء من الغلاية أو من أسفل غطاء المقلاة ، ويبرد في الهواء. عند ترك إبريق الشاي ، فإنه في البداية غير مرئي (على شكل غاز) يبرد تدريجياً في صنبور إبريق الشاي ، ويبدأ في التكثيف ويتحول إلى نفاثات من الضباب ("نفث البخار"). ثم تختلط قطرات الضباب بالهواء ، وإذا كانت جافة بدرجة كافية (أي قادرة على قبول الرطوبة) ، تتبخر مرة أخرى و "تختفي". في حياة الاستحمام ، عادةً ما يُفهم البخار بشكل صحيح على أنه بخار ماء غير مرئي في الهواء ، بما في ذلك الهواء الساخن الرطب في الحمام نفسه: "بخار ساخن في الحمام" أو "بخار بارد في الحمام". يعتبر الضباب في الحمام على شكل "نفث من البخار" ظاهرة غير مرغوب فيها. يتشكل الضباب عندما ينفجر الهواء البارد عبر أبواب الفتح إلى حمام رطب ، وكذلك عندما يصب على أحجار غير مسخنة بدرجة كافية في درجات حرارة الهواء المنخفضة في الحمام (تمامًا مثل الضباب الذي يتشكل عندما يخرج البخار من الغلاية). على أي حال ، يمكن منع تكون الضباب عن طريق زيادة درجة حرارة البخار وزيادة درجة الحرارة وتقليل رطوبة الهواء الذي يدخل إليه البخار (انظر القسم 7.5). إذا كان الضباب مرئيًا في الحمام ، فيُقال إن البخار الموجود في الحمام "رطب" (انظر القسم 7.6). إذا شعر الوجه عند مدخل الحمام بالرطوبة (التعرق) وضباب النظارات ، فإنهم يقولون إن البخار "رطب" ، وإذا كان الوجه لا يشعر بالرطوبة ، يكون البخار "جافًا". بالطبع ، بخار الماء نفسه (كغاز) لا يمكن أن يكون جافًا أو رطبًا أو رطبًا ، سيكون من الأصح القول بهواء جاف أو رطب أو رطب. في المصطلحات المهنية ، غالبًا ما يستخدم السباكون المصطلحات التقنية "البخار الرطب" أو "الرطب" عندما يريدون توضيح وجود مياه مكثفة (بما في ذلك في شكل ضباب) في خط أنابيب البخار الرئيسي (على سبيل المثال ، إمداد البخار مباشرة إلى غرفة بخار حمام المدينة). تُستخدم مصطلحات البخار "الجاف" أو "المسخن جدًا" أو "الساخن" عندما يكون أنبوب البخار الرئيسي جافًا من الداخل ولا يحتوي البخار الموجود داخل الأنبوب على ضباب. وبالتالي ، فإن المصطلحات مختلفة تمامًا ، لذا يلزم أحيانًا توضيحات إضافية. المصطلحات العلمية والمهنية واليومية ، كقاعدة عامة ، لا تتطابق.
من المؤشرات المهمة جدا في غلافنا الجوي. يمكن أن تكون إما مطلقة أو نسبية. كيف يتم قياس الرطوبة المطلقة وما هي الصيغة التي يجب أن تستخدم لذلك؟ يمكنك معرفة ذلك من خلال قراءة مقالتنا.
رطوبة الهواء - ما هي؟
ما هي الرطوبة؟ هذه هي كمية الماء الموجودة في أي جسم أو وسط مادي. يعتمد هذا المؤشر بشكل مباشر على طبيعة الوسط أو المادة ، وكذلك على درجة المسامية (إذا كنا نتحدث عن المواد الصلبة). في هذا المقال سنتحدث عن نوع معين من الرطوبة - عن رطوبة الهواء.
من مسار الكيمياء ، نعلم جميعًا جيدًا أن الهواء الجوي يتكون من النيتروجين والأكسجين وثاني أكسيد الكربون وبعض الغازات الأخرى ، والتي لا تشكل أكثر من 1٪ من الكتلة الكلية. ولكن إلى جانب هذه الغازات ، يحتوي الهواء أيضًا على بخار الماء وشوائب أخرى.
تُفهم رطوبة الهواء على أنها كمية بخار الماء الموجودة حاليًا (وفي مكان معين) الموجودة في الكتلة الهوائية. في الوقت نفسه ، يميز علماء الأرصاد بين اثنين من قيمها: الرطوبة المطلقة والنسبية.
تعتبر رطوبة الهواء من أهم خصائص الغلاف الجوي للأرض والتي تؤثر على طبيعة الطقس المحلي. وتجدر الإشارة إلى أن قيمة رطوبة الهواء في الغلاف الجوي ليست هي نفسها - سواء في القسم الرأسي أو في المقطع الأفقي (العرضي). لذلك ، إذا كانت المؤشرات النسبية لرطوبة الهواء (في الطبقة السفلية من الغلاف الجوي) في خطوط العرض شبه القطبية حوالي 0.2-0.5 ٪ ، ثم في خطوط العرض الاستوائية - تصل إلى 2.5 ٪. بعد ذلك ، سوف نكتشف ما هي الرطوبة المطلقة والنسبية. ضع في اعتبارك أيضًا الاختلاف الموجود بين هذين المؤشرين.
الرطوبة المطلقة: التعريف والصيغة
ترجمت كلمة أبسولوتوس من اللاتينية وتعني "كامل". بناءً على ذلك ، يصبح جوهر مفهوم "رطوبة الهواء المطلقة" واضحًا. توضح هذه القيمة عدد جرامات بخار الماء الموجودة بالفعل في متر مكعب واحد من كتلة هوائية معينة. كقاعدة عامة ، يُشار إلى هذا المؤشر بالحرف اللاتيني F.
G / m 3 هي وحدة القياس التي يتم فيها حساب الرطوبة المطلقة. صيغة حسابها هي كما يلي:
في هذه الصيغة ، يشير الحرف m إلى كتلة بخار الماء ، ويشير الحرف V إلى حجم كتلة هوائية معينة.
تعتمد قيمة الرطوبة المطلقة على عدة عوامل. بادئ ذي بدء ، هذه هي درجة حرارة الهواء وطبيعة عمليات التأفق الجوي.
الرطوبة النسبية
فكر الآن في ماهية الرطوبة النسبية. هذه قيمة نسبية توضح مقدار الرطوبة الموجودة في الهواء فيما يتعلق بأقصى قدر ممكن من بخار الماء في كتلة الهواء هذه عند درجة حرارة معينة. يتم قياس الرطوبة النسبية للهواء كنسبة مئوية (٪). وهذه النسبة هي التي يمكننا اكتشافها غالبًا في تنبؤات الطقس وتقارير الطقس.
وتجدر الإشارة أيضًا إلى مفهوم مهم مثل نقطة الندى. هذه هي ظاهرة أقصى تشبع ممكن لكتلة الهواء ببخار الماء (الرطوبة النسبية لهذه اللحظة هي 100٪). في هذه الحالة ، تتكثف الرطوبة الزائدة ، وتتشكل الأمطار أو الضباب أو الغيوم.
طرق قياس رطوبة الهواء
تعرف النساء أنه يمكنك اكتشاف زيادة الرطوبة في الجو بمساعدة شعرك المنتفخ. ومع ذلك ، هناك طرق وأجهزة تقنية أخرى أكثر دقة. هذه هي الرطوبة ومقياس رطوبة الجو.
تم إنشاء أول مقياس رطوبة في القرن السابع عشر. أحد أنواع هذا الجهاز يعتمد بدقة على خصائص الشعر لتغيير طوله مع التغيرات في رطوبة البيئة. اليوم ، ومع ذلك ، هناك أيضًا أجهزة قياس الرطوبة الإلكترونية. مقياس الضغط النفسي هو أداة خاصة بها مقياس حرارة رطب وجاف. من خلال الاختلاف في مؤشراتهم وتحديد الرطوبة في نقطة زمنية معينة.
رطوبة الهواء كمؤشر بيئي مهم
يُعتقد أن الرطوبة النسبية المثلى لجسم الإنسان هي 40-60٪. تؤثر مؤشرات الرطوبة أيضًا بشكل كبير على إدراك الشخص لدرجة حرارة الهواء. لذلك ، في ظل الرطوبة المنخفضة ، يبدو لنا أن الهواء أبرد بكثير مما هو عليه في الواقع (والعكس صحيح). هذا هو السبب في أن المسافرين في خطوط العرض الاستوائية والاستوائية لكوكبنا يعانون من الحرارة والحرارة بشدة.
يوجد اليوم أجهزة ترطيب خاصة ومزيلات للرطوبة تساعد الشخص على تنظيم رطوبة الهواء في الأماكن المغلقة.
أخيراً...
وبالتالي ، فإن الرطوبة المطلقة للهواء هي أهم مؤشر يعطينا فكرة عن حالة وخصائص الكتل الهوائية. في هذه الحالة ، من الضروري أن تكون قادرًا على تمييز هذه القيمة عن الرطوبة النسبية. وإذا أظهر الأخير نسبة بخار الماء (بالنسبة المئوية) الموجود في الهواء ، فإن الرطوبة المطلقة هي الكمية الفعلية لبخار الماء بالجرام في متر مكعب واحد من الهواء.
