A levegő páratartalma fontos jellemző környezet. De nem mindenki érti teljesen, mit jelent az időjárás-jelentés. és az abszolút páratartalom rokon fogalmak. Nem lehet megérteni az egyik lényegét a másik megértése nélkül.

Levegő és nedvesség

A levegő gáz halmazállapotú anyagok keverékét tartalmazza. Az első a nitrogén és az oxigén. be őket általános összetétele(100%) körülbelül 75, illetve 23 tömeg%-ot tartalmaz. Körülbelül 1,3% argon, kevesebb, mint 0,05% szén-dioxid. A maradék (összesen körülbelül 0,005% hiányzik) xenon, hidrogén, kripton, hélium, metán és neon.

A levegőben állandó mennyiségű nedvesség is van. A világ óceánjaiból, nedves talajból a vízmolekulák elpárolgása után kerül a légkörbe. Zárt térben a tartalma eltérhet a külső környezetés a további bevételi és fogyasztási források elérhetőségétől függ.

A pontosabb meghatározáshoz fizikai jellemzőkés mennyiségi mutatók, két fogalmat használnak: relatív páratartalomés abszolút páratartalom. A mindennapi életben felesleg képződik a ruhák szárításakor, a főzés során. Emberek és állatok légzéssel választják ki, a növények gázcsere következtében. A gyártás során a vízgőz arányának változása összefüggésbe hozható a hőmérséklet-változások során fellépő páralecsapódással.

A fogalom használatának abszolútuma és jellemzői

Mennyire fontos tudni a légkörben lévő vízgőz pontos mennyiségét? Ezek a paraméterek az időjárás-előrejelzések, a csapadéklehetőség és annak mennyisége, valamint a frontok mozgási útvonalainak kiszámítására szolgálnak. Ennek alapján határozzák meg a ciklonok és különösen a hurrikánok kockázatait, amelyek komoly veszélyt jelenthetnek a térségre.

Mi a különbség a két fogalom között? Általánosságban elmondható, hogy mind a relatív páratartalom, mind az abszolút páratartalom a levegőben lévő vízgőz mennyiségét jelzi. De az első mutatót számítás határozza meg. A második fizikai módszerekkel mérhető, az eredmény g/m 3 .

A környezeti hőmérséklet változásával azonban ezek a mutatók megváltoznak. Ismeretes, hogy a levegőben maximálisan megtartható vízgőz az abszolút páratartalom. De a +1°C és +10°C üzemmódban ezek az értékek eltérőek lesznek.

A levegőben lévő vízgőz mennyiségi hőmérséklettől való függése a relatív páratartalom mutatóban jelenik meg. Kiszámítása képlet segítségével történik. Az eredményt százalékban fejezzük ki (a lehető legnagyobb érték objektív mutatója).

A környezeti feltételek befolyása

Hogyan változik a levegő abszolút és relatív páratartalma a hőmérséklet növekedésével, például +15°C-ról +25°C-ra? Növekedésével a vízgőz nyomása nő. Ez azt jelenti, hogy egységnyi térfogatban (1 m3) több vízmolekula fér el. Ennek eredményeként az abszolút páratartalom is megnő. A relatív ekkor csökkenni fog. Ennek az az oka, hogy a tényleges vízgőztartalom változatlan maradt, és a maximum lehetséges jelentése megnövekedett. A képlet szerint (egyet a másikkal osztva és az eredményt 100%-kal megszorozva) az eredmény a mutató csökkenése lesz.

Hogyan változik az abszolút és relatív páratartalom a hőmérséklet csökkenésével? Mi történik, ha +15°C-ról +5°C-ra csökken? Ez csökkenti az abszolút páratartalmat. Ennek megfelelően 1 m3-ben. a vízgőz levegőkeveréke minél kisebb mennyiségben elfér. A képlet szerinti számítás a végső mutató növekedését mutatja - a relatív páratartalom százalékos aránya nő.

Jelentősége egy személy számára

Túlzott mennyiségű vízgőz jelenlétében fülledtség, hiány esetén a bőr szárazsága és szomjúság érezhető. Nyilvánvaló, hogy a nyers levegő páratartalma magasabb. Feleslegben a felesleges víz nem marad vissza gáz halmazállapotban, és folyékony vagy szilárd közegbe kerül. A légkörben lefelé rohan, ez csapadékban (köd, fagy) nyilvánul meg. Beltérben a belső tárgyakon kondenzvíz réteg képződik, a fűfelületen reggelenként harmat képződik.

Száraz helyiségben könnyebb elviselni a hőmérséklet-emelkedést. Ugyanez az üzemmód azonban, de 90% feletti relatív páratartalom mellett a test gyors túlmelegedését okozza. A szervezet ugyanúgy küzd ezzel a jelenséggel – a verejtékkel hő szabadul fel. De száraz levegőn gyorsan elpárolog (szárad) a test felszínéről. Ban ben párás környezet ez szinte soha nem történik meg. Az ember számára legmegfelelőbb (kényelmes) mód 40-60%.

Mire való? Ömlesztett anyagokban csapadékos időjárás az egységnyi térfogatra jutó szárazanyag-tartalom csökken. Ez a különbség nem olyan jelentős, de nagy mennyiségeknél valóban határozott mennyiséget „eredményezhet”.

A termékek (gabona, liszt, cement) elfogadható nedvességküszöbértékkel rendelkeznek, amelynél minőségi vagy technológiai tulajdonságok romlása nélkül tárolhatók. Emiatt a tárolólétesítményeknél kötelező a monitoring mutatók és azok optimális szinten tartása. A levegő páratartalmának csökkentésével a termékben is csökken.

Eszközök

A gyakorlatban a tényleges páratartalmat higrométerekkel mérik. Régebben két megközelítés létezett. Az egyik a szőr (emberi vagy állati) nyújthatóságának megváltoztatásán alapul. A másik a száraz és párás környezetben mért hőmérők leolvasási különbségén alapul (pszikrometriás).

A hajhigrométerben a mechanizmus nyila egy keretre feszített hajjal van összekötve. A környező levegő páratartalmától függően változik. fizikai tulajdonságok. A nyíl eltér a referenciaértéktől. Mozgását az alkalmazott skálán követik nyomon.

A levegő relatív páratartalma és abszolút páratartalma, mint tudják, a környezeti hőmérséklettől függ. Ezt a funkciót a pszichrométer használja. Meghatározáskor két szomszédos hőmérő leolvasását veszik. Az egyik (száraz) lombikja bent van normál körülmények között. A másikban (nedves) egy kanócba van csomagolva, amely egy víztározóhoz van kötve.

Ilyen körülmények között a hőmérő méri a környezetet, figyelembe véve az elpárolgó nedvességet. És ez a mutató a levegőben lévő vízgőz mennyiségétől függ. A különbség meghatározva. A relatív páratartalom értékét speciális táblázatok határozzák meg.

BAN BEN Utóbbi időben nagyobb hasznot húznak azok az érzékelők, amelyek bizonyos anyagok elektromos jellemzőinek változásait használják fel. Az eredmények megerősítéséhez és a műszerek ellenőrzéséhez referenciabeállítások állnak rendelkezésre.

Fontolja meg most az eszközt és a működési elvet nedvességmérő- pontosabb műszer a levegő páratartalmának mérésére. A pszichrométernek két hőmérője van: száraz és nedves. Azért hívják őket, mert az egyik hőmérő vége a levegőben van, a másiké pedig egy vízbe merített gézdarabbal van átkötve (lásd az ábrát). A víz elpárolgása a géz felületéről a hőmérséklet csökkenéséhez vezet. A második, "száraz" hőmérő a szokásos levegő hőmérsékletet mutatja. A pszichrométerrel mért hőmérsékleti értékek a táblázat szerint relatív páratartalomra konvertálhatók (lásd lent).

Száraz izzó, °C	Különbség a hőmérő állásában, °C
	1	2	3	4	5	6	7	8	9
	Relatív páratartalom, %
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

Vegyünk egy példát. Tegyük fel, hogy a szobahőmérséklet 20°C, a nedves izzó hőmérséklete pedig 15°C. Vagyis a hőmérők leolvasási különbsége 5 ° C. A táblázat „20” sorában az „5” oszlopra lépünk. Ott olvassuk a számot: 59. Ebből következően a levegő relatív páratartalma abban a helyiségben, ahol a pszichrométer lóg, pontosan 59%.

Ha kevés vízgőz van a levegőben, ahol a pszichrométer található, akkor a géz felületéről intenzíven megy végbe a párologtatás. Ez a Q=rm képlet szerint (lásd 6-d §) a vízből „elvett” hőt használja fel a gézre, és a következő képlet szerint hűtjük: $Q=C\cdot m\cdot \Delta t ^o$ (lásd 6-c §). Ezért A nedves izzó alacsonyabb hőmérsékletet mutat, mint a száraz izzó. Ha a levegő olyan nedves, hogy a benne lévő vízgőz telített, akkor nem párolog el a víz a géz felületéről. Ezért mindkét hőmérő azonos hőmérsékletet fog mutatni, és ez azt jelenti, hogy a levegő relatív páratartalma 100%.

Ellenőrizze, hogyan tanulta meg az anyagot:

1. Ennek a szakasznak az a célja, hogy megvizsgálja...
2. A levegő páratartalma nemcsak az emberi egészség szempontjából fontos, hanem ...
3. Miért fontos, hogy a levegőben lévő vízgőz ne legyen (közel) telített?
4. Bemutatunk egy újat fizikai mennyiség meg kellene mutatni...
5. A relatív páratartalmat a levegőben lévő vízgőz sűrűségének és a ...
6. A haj higrométere...
7. A higrométer reagál a levegő relatív páratartalmának változására...
8. A higrométer lehetővé teszi (képes) a levegő relatív páratartalmának mérését, mivel ...
9. A páratartalom mérésére szolgáló higrométer használatának kényelme az, hogy a nyíl ...
10. A higrométer helyett gyakran pszichrométert használnak ...
11. Miért mutat általában alacsonyabb hőmérsékletet a pszichométer megfelelő hőmérője?
12. Egy speciálisan összeállított, úgynevezett pszichometrikus táblázatot használnak a ...
13. Ha a szobahőmérséklet 30°C, a nedves izzó hőmérséklete pedig 25°C, akkor...
14. Milyen körülmények között megy végbe gyorsan a víz párolgása a géz felületéről?
15. A nedves géz és vele a megfelelő hőmérő lehűl, ahogy ...
16. Milyen feltételek mellett fog mindkét hőmérő ugyanazt a hőmérsékletet mutatni?

Nyomás telített gőzök a víz a hőmérséklet emelkedésével erősen növekszik. Ezért az állandó gőzkoncentrációjú levegő izobárikus (vagyis állandó nyomású) hűtésekor eljön egy pillanat (harmatpont), amikor a gőz telített. Ebben az esetben az "extra" gőz köd, harmat vagy jégkristályok formájában lecsapódik. A vízgőz telítési és kondenzációs folyamatai óriási szerepet játszanak a légkör fizikában: a felhőképződés és a képződés folyamataiban. légköri frontok nagyrészt a telítési és kondenzációs folyamatok által meghatározott, a légköri vízgőz kondenzációja során felszabaduló hő energiamechanizmust biztosít a trópusi ciklonok (hurrikánok) kialakulásához és fejlődéséhez.

A relatív páratartalom a levegő egyetlen higrometriai mutatója, amely lehetővé teszi a közvetlen műszeres mérést.

Relatív páratartalom becslés

A víz-levegő keverék relatív páratartalma megbecsülhető, ha ismert a hőmérséklete ( T) és harmatpont hőmérséklet ( T d), a következő képlet szerint:

R H = P s (T d) P s (T) × 100 % , (\displaystyle RH=((P_(s)(T_(d))) \over (P_(s)(T)))\times 100 \%,)

Ahol Ps- nyomás telített gőz a megfelelő hőmérsékletre, amely az Arden Buck képletből számítható ki:

P s (T) = 6,1121 exp ⁡ ((18,678 − T / 234,5) × T 257,14 + T) , (\displaystyle P_(s)(T)=6,1121\exp \left((\frac ((18,678-T/)) 234,5)\T)(257,14+T))\jobbra))

Hozzávetőleges számítás

A relatív páratartalom hozzávetőlegesen kiszámítható a következő képlettel:

R H ≈ 100 − 5 (T − 25 T d) . (\displaystyle R\!H\kb. 100-5(T-25T_(d)).)

Ez azt jelenti, hogy a levegő hőmérséklete és a harmatpont hőmérséklete közötti minden Celsius-fok különbségre a relatív páratartalom 5%-kal csökken.

Ezenkívül a relatív páratartalom pszichometrikus diagramból is megbecsülhető.

Túltelített vízgőz

Kondenzációs centrumok hiányában a hőmérséklet csökkenésével túltelített állapot alakulhat ki, vagyis a relatív páratartalom 100% fölé emelkedik. Az ionok vagy aeroszol részecskék kondenzációs központként működhetnek, a töltött részecske páros áthaladása során keletkező túltelített gőz ionokon történő lecsapódásán alapul a felhőkamra és a diffúziós kamrák működési elve: a vízcseppek kondenzálódnak. a képződött ionokon egy töltött részecske látható nyomát (nyomvonalát) képezik.

A túltelített vízgőz-kondenzáció másik példája a repülőgépek kondenzcsíkjai, amelyek akkor keletkeznek, amikor a túltelített vízgőz lecsapódik a motor kipufogógázában lévő koromrészecskékre.

Az ellenőrzés eszközei és módszerei

A levegő páratartalmának meghatározásához pszichrométereknek és higrométereknek nevezett eszközöket használnak. Az augusztusi pszichrométer két hőmérőből áll - száraz és nedves. A nedves izzó hőmérséklete alacsonyabb, mint a száraz izzóé, mert a tartálya vízzel átitatott ruhába van csomagolva, amely párolgás közben lehűti. A párolgás sebessége a levegő relatív páratartalmától függ. A száraz és nedves hőmérők tanúsága szerint a levegő relatív páratartalmát pszichometriai táblázatok alapján állapítják meg. Az utóbbi időben széles körben elterjedtek az integrált páratartalom-érzékelők (általában feszültségkimenettel), amelyek egyes polimerek azon tulajdonságán alapulnak, hogy megváltoztatják elektromos jellemzők(például a közeg dielektromos állandója) a levegőben lévő vízgőz hatására.

Az ember számára kényelmes levegő páratartalmát olyan dokumentumok határozzák meg, mint a GOST és az SNIP. Télen beltérben szabályozzák ezt optimális páratartalom egy személy számára 30-45%, nyáron - 30-60%. Az SNIP-re vonatkozó adatok kissé eltérnek: 40-60% az év bármely szakában, a maximális szint 65%, de a nagyon nedves régiókban - 75%.

A páratartalom mérésére szolgáló eszközök metrológiai jellemzőinek meghatározásához és megerősítéséhez speciális referencia (példaszerű) berendezéseket használnak - klímakamrákat (higrosztátokat) vagy dinamikus gáznedvesség-generátorokat.

Jelentése

A levegő relatív páratartalma a környezet fontos ökológiai mutatója. Túl alacsonyan vagy túlságosan magas páratartalom az ember gyors fáradtsága, az észlelés és a memória romlása. Az emberi nyálkahártyák kiszáradnak, a mozgó felületek megrepednek, mikrorepedések keletkeznek, ahová közvetlenül behatolnak a vírusok, baktériumok, mikrobák. Alacsony relatív páratartalom (akár 5-7%) a lakások, irodák helyiségeiben azokban a régiókban, ahol tartósan alacsony negatív külső hőmérséklet áll fenn. Általában 1-2 hétig tartó időtartam -20 ° C alatti hőmérsékleten a helyiségek kiszáradásához vezet. A relatív páratartalom fenntartásának jelentős rontó tényezője a levegőcsere alacsony negatív hőmérsékleten. Minél nagyobb a légcsere a helyiségekben, annál gyorsabban alakul ki alacsony (5-7%) relatív páratartalom ezekben a helyiségekben.

A helyiségek fagyos időben történő szellőztetése a páratartalom növelése érdekében durva hiba - ez a legtöbb hatékony módszer elérni az ellenkezőjét. Ennek a széles körben elterjedt tévhitnek az oka az időjárás-előrejelzésekből mindenki által ismert relatív páratartalom-adatok észlelése. Ezek egy bizonyos szám százalékai, de ez a szám különbözik a helyiségben és az utcában! Ezt a számot a hőmérsékletet és az abszolút páratartalmat összekapcsoló táblázatból találhatja meg. Például a kültéri levegő 100%-os páratartalma -15 °C-on köbméterenként 1,6 g vizet jelent, de ugyanaz a levegő (és ugyanennyi gramm) +20 °C-on csak 8% páratartalmat jelent.

élelmiszer termékek, Építőanyagokés még számos elektronikus alkatrész is tárolható a relatív páratartalom szigorúan meghatározott tartományában. Számos technológiai folyamat csak a gyártóhelyiség levegőjének vízgőz-tartalmának szigorú ellenőrzése mellett megy végbe.

A helyiség páratartalma változtatható.

A párásítókat a páratartalom növelésére használják.

A levegő szárításának (páratartalom csökkentésének) funkciói a legtöbb klímaberendezésben és különálló eszközök - légszárítók - formájában valósulnak meg.

A virágkertészetben

Az üvegházakban és a növénytermesztésre használt lakóhelyiségekben a levegő relatív páratartalma ingadozásoknak van kitéve, ami az évszaktól, a levegő hőmérsékletétől, a növények öntözésének és permetezésének mértékétől és gyakoriságától, párásítók, akváriumok vagy egyéb tartályok jelenlététől függ. nyílt vízfelület, szellőztető és fűtési rendszerek. A kaktuszok és sok zamatos növény könnyebben tolerálja a száraz levegőt, mint sok trópusi és szubtrópusi növény.
Általában olyan növényekre, amelyek szülőföldje nedves esőerdők, az optimális 80-95% relatív páratartalom (télen 65-75%-ra csökkenthető). A meleg szubtrópusi növényekhez - 75-80%, a hideg szubtrópusokhoz - 50-75% (levkoy, ciklámen, cineraria stb.)
A növények lakóhelyiségben való tartása során sok faj szenved a száraz levegőtől. Ez elsősorban abban tükröződik

Ebben a leckében bemutatásra kerül az abszolút és relatív páratartalom fogalma, szóba kerül az ezekkel a fogalmakkal kapcsolatos kifejezések és mennyiségek: telített gőz, harmatpont, páratartalom mérésére szolgáló készülékek. Az óra során megismerkedünk a telített gőz sűrűség és nyomás táblázataival és a pszichometrikus táblázattal.

Az ember számára a páratartalom nagyon fontos paramétere a környezetnek, hiszen szervezetünk nagyon aktívan reagál a változásaira. Például a test működésének szabályozására szolgáló ilyen mechanizmus, mint az izzadás, közvetlenül kapcsolódik a környezet hőmérsékletéhez és páratartalmához. Magas páratartalom mellett a nedvesség bőrfelszínről történő párolgási folyamatait gyakorlatilag kompenzálják annak kondenzációs folyamatai, és megzavarják a hő eltávolítását a testből, ami a hőszabályozás megsértéséhez vezet. Alacsony páratartalom mellett a párolgási folyamatok felülkerekednek a kondenzációs folyamatokkal szemben, és a szervezet túl sok folyadékot veszít, ami kiszáradáshoz vezethet.

A páratartalom értéke nemcsak az ember és más élő szervezet számára fontos, hanem az áramlás szempontjából is technológiai folyamatok. Például a víz jól ismert vezetőképessége miatt elektromosság levegőben lévő tartalma súlyosan befolyásolhatja a legtöbb elektromos készülék megfelelő működését.

Emellett a páratartalom fogalma a legfontosabb értékelési kritérium időjárási viszonyok amit mindenki az időjárás-előrejelzésekből ismer. Megjegyzendő, hogy ha összehasonlítjuk a páratartalmat különböző időpontokbanév a megszokott módon éghajlati viszonyok, akkor nyáron magasabb, télen alacsonyabb, ami elsősorban a különböző hőmérsékleteken zajló párolgási folyamatok intenzitásával függ össze.

A párás levegő fő jellemzői:

1. a vízgőz sűrűsége a levegőben;
2. relatív páratartalom.

A levegő összetett gáz, sok különböző gázt tartalmaz, beleértve a vízgőzt is. A levegőben lévő mennyiségének becsléséhez meg kell határozni, hogy milyen tömegű a vízgőz egy adott térfogatban - ez az érték jellemzi a sűrűséget. A levegőben lévő vízgőz sűrűségét ún abszolút nedvesség.

Meghatározás.A levegő abszolút páratartalma- egy köbméter levegőben lévő nedvesség mennyisége.

Kijelölésabszolút nedvesség: (valamint a sűrűség szokásos jelölése).

Egységekabszolút nedvesség: (SI-ben) vagy (a levegőben lévő kis mennyiségű vízgőz mérésének kényelme érdekében).

Képlet számításokat abszolút nedvesség:

Megnevezések:

A gőz (víz) tömege levegőben, kg (SI) vagy g;

A levegő térfogata, amelyben a megadott gőztömeg található, .

Egyrészt a levegő abszolút páratartalma érthető és kényelmes érték, hiszen képet ad a levegő tömeg szerinti fajlagos víztartalmáról, másrészt ez az érték kényelmetlen az élő szervezetek nedvességgel szembeni érzékenysége. Kiderül, hogy például az ember nem a víz tömegtartalmát érzi a levegőben, hanem annak tartalmát a lehető legnagyobb értékhez viszonyítva.

Ennek a felfogásnak a leírására egy mennyiség, mint pl relatív páratartalom.

Meghatározás.Relatív páratartalom- egy érték, amely megmutatja, milyen messze van a gőz a telítettségtől.

Azaz a relatív páratartalom értéke, egyszerűen, a következőket mutatja: ha a gőz messze van a telítettségtől, akkor alacsony a páratartalom, ha közel van, akkor magas.

Kijelölésrelatív páratartalom: .

Egységekrelatív páratartalom: %.

Képlet számításokat relatív páratartalom:

Jelölés:

A vízgőz sűrűsége (abszolút páratartalom), (SI-ben) vagy ;

Telített vízgőz sűrűsége adott hőmérsékleten, (SI-ben) vagy .

A képletből látható, hogy tartalmazza az általunk már ismert abszolút páratartalmat és a telített gőz sűrűségét azonos hőmérsékleten. Felmerül a kérdés, hogyan határozható meg az utolsó érték? Ehhez speciális eszközök vannak. Megfontoljuk kondenzálóhigrométer(4. ábra) - egy eszköz, amely a harmatpont meghatározására szolgál.

Meghatározás.Harmatpont az a hőmérséklet, amelyen a gőz telítődik.

Rizs. 4. Kondenzációs páratartalommérő ()

Könnyen párolgó folyadékot, például étert öntenek a készülék tartályába, egy hőmérőt (6) helyeznek be, és egy körte (5) segítségével levegőt pumpálnak át a tartályon. A megnövekedett légkeringés hatására az éter intenzív párologtatása indul meg, emiatt a tartály hőmérséklete csökken, és a tükörön (4) harmat jelenik meg (kondenzált gőzcseppek). Abban a pillanatban, amikor harmat jelenik meg a tükörön, a hőmérsékletet hőmérővel mérik, és ez a hőmérséklet a harmatpont.

Mi a teendő a kapott hőmérsékleti értékkel (harmatpont)? Van egy speciális táblázat, amelyben megadják az adatokat - a telített vízgőz milyen sűrűsége felel meg az egyes harmatpontoknak. Meg kell jegyezni hasznos tény hogy a harmatpont értékének növekedésével a megfelelő telített gőzsűrűség értéke is nő. Vagyis minél melegebb a levegő, annál több nedvességet tartalmazhat, és fordítva, minél hidegebb a levegő, annál kisebb a maximális gőztartalom benne.

Tekintsük most más típusú higrométerek működési elvét, a páratartalom mérésére szolgáló eszközöket (a görög hygros - „nedves” és metreo - „mérem”) működési elvét.

Haj higrométer(5. ábra) - relatív páratartalom mérésére szolgáló eszköz, amelyben a haj, például az emberi haj aktív elemként működik.

A hajhigrométer működése a zsírmentes haj azon tulajdonságán alapul, hogy a levegő páratartalmának változásával megváltoztatja hosszát (növekvő páratartalom esetén a haj hossza növekszik, csökkenéssel csökken), ami lehetővé teszi a relatív páratartalom mérését. . A hajat fémkeretre feszítik. A haj hosszának változása átkerül a skála mentén mozgó nyílra. Emlékeztetni kell arra, hogy a hajhigrométer pontatlan relatív páratartalom értékeket ad meg, és főként háztartási célokra használják.

Kényelmesebb és pontosabb a relatív páratartalom mérésére szolgáló eszköz, mint egy pszichrométer (más görög ψυχρός - „hideg”) (6. ábra).

A pszichrométer két hőmérőből áll, amelyek egy közös skálán vannak rögzítve. Az egyik hőmérőt nedvesnek nevezik, mert kambriumba van csomagolva, amelyet a készülék hátulján található víztartályba merítenek. A nedves szövetből a víz elpárolog, ami a hőmérő lehűléséhez vezet, a hőmérséklet csökkentésének folyamata addig tart, amíg el nem éri azt a fokozatot, amíg a nedves szövet közelében lévő gőz el nem telíti, és a hőmérő el nem kezdi mutatni a harmatpont hőmérsékletét. Így a nedves izzós hőmérő kisebb vagy egyenlő hőmérsékletet jelez valós hőmérséklet környezet. A második hőmérőt száraznak nevezik, és az aktuális hőmérsékletet mutatja.

A készüléken általában az ún. pszichometrikus táblázat is látható (2. táblázat). Ennek a táblázatnak a segítségével a környezeti levegő relatív páratartalma meghatározható a száraz izzó által jelzett hőmérsékleti értékből, valamint a száraz és a nedves izzó közötti hőmérsékletkülönbségből.

Azonban még ilyen asztal nélkül is hozzávetőlegesen meghatározhatja a páratartalom mértékét elvet követve. Ha a két hőmérő állása közel van egymáshoz, akkor a nedvesből a víz párolgása szinte teljesen kompenzálódik a kondenzációval, vagyis a levegő páratartalma magas. Ha éppen ellenkezőleg, a hőmérő leolvasási különbsége nagy, akkor a párolgás a nedves szövetből felülmúlja a páralecsapódást, és a levegő száraz és a páratartalom alacsony.

Térjünk rá a táblázatokra, amelyek lehetővé teszik a levegő páratartalmának jellemzőinek meghatározását.

Hőfok,	Nyomás, mm rt. Művészet.	gőz sűrűsége,

Tab. 1. Telített vízgőz sűrűsége és nyomása

Még egyszer megjegyezzük, hogy mint korábban említettük, a telített gőz sűrűségének értéke a hőmérsékletével nő, ugyanez vonatkozik a telített gőz nyomására is.

Tab. 2. Pszichometriai táblázat

Emlékezzünk vissza, hogy a relatív páratartalmat a száraz lámpa (első oszlop) és a száraz és nedves mérések közötti különbség (első sor) határozza meg.

A mai órán a levegő egy fontos jellemzőjével – a páratartalmával – ismerkedtünk meg. Mint már említettük, a páratartalom a hideg évszakban (télen) csökken, a meleg évszakban (nyáron) pedig emelkedik. Fontos, hogy ezeket a jelenségeket szabályozni tudjuk, például szükség esetén növeljük a helyiség páratartalmát. téli idő több tartály vizet a párolgási folyamatok fokozására, ez a módszer azonban csak megfelelő hőmérsékleten lesz hatékony, ami magasabb, mint a kinti.

A következő leckében megnézzük, mi a gáz működése, a belső égésű motor működési elve.

Bibliográfia

1. Gendenstein L.E., Kaidalov A.B., Kozhevnikov V.B. / Szerk. Orlova V.A., Roizena I.I. Fizika 8. - M.: Mnemosyne.
2. Peryshkin A.V. Fizika 8. - M.: Túzok, 2010.
3. Fadeeva A.A., Zasov A.V., Kiselev D.F. Fizika 8. - M.: Felvilágosodás.

1. "dic.academic.ru" internetes portál ()
2. "baroma.ru" internetes portál ()
3. "femto.com.ua" internetes portál ()
4. "youtube.com" internetes portál ()

Házi feladat

A Földön számos nyitott tározó található, amelyek felszínéről a víz elpárolog: az óceánok és a tengerek a Föld felszínének mintegy 80%-át foglalják el. Ezért mindig van vízgőz a levegőben.

Könnyebb a levegőnél, mert a víz moláris tömege (18 * 10 -3 kg mol -1) kisebb moláris tömeg nitrogén és oxigén, amelyek a levegő nagy részét alkotják. Ezért a vízgőz felemelkedik. Ugyanakkor kitágul, mivel a légkör felső rétegeiben a nyomás alacsonyabb, mint a Föld felszínén. Ez a folyamat megközelítőleg adiabatikusnak tekinthető, mert a lezajlás ideje alatt a gőz hőcseréjének a környező levegővel nincs ideje megtörténni.

1. Magyarázza meg, hogy ebben az esetben miért hűl le a gőz.

Nem azért esnek le, mert felszálló légáramlatokban szárnyalnak, ahogy a sárkányrepülők is (45.1. ábra). De amikor a felhők cseppjei túl nagyok lesznek, akkor is hullani kezdenek: esik az eső(45.2. ábra).

Akkor érezzük jól magunkat, ha a vízgőz nyomása szobahőmérsékleten (20 ºС) körülbelül 1,2 kPa.

2. Mekkora része (százalékban) a telítési gőznyomás jelzett nyomásának azonos hőmérsékleten?
Nyom. Ehhez használja a telített vízgőz nyomásértékeinek táblázatát különböző értékeket hőfok. Az előző bekezdésben bemutatásra került. Itt egy részletesebb táblázat.

Most megtalálta a levegő relatív páratartalmát. Adjuk meg a definícióját.

A relatív páratartalom φ a vízgőz p parciális nyomásának és a telített gőz p n nyomásának százalékos aránya azonos hőmérsékleten:

φ \u003d (p / p n) * 100%. (1)

Az ember számára kényelmes körülmények 50-60% relatív páratartalomnak felelnek meg. Ha a relatív páratartalom lényegesen kisebb, akkor számunkra száraznak tűnik a levegő, ha pedig több - nedvesnek. Amikor a relatív páratartalom megközelíti a 100%-ot, a levegőt nedvesnek érzékeljük. Ugyanakkor a tócsák nem száradnak ki, mert a víz párolgása és a gőzkondenzáció folyamata kompenzálja egymást.

Tehát a levegő relatív páratartalmát az alapján ítéljük meg, hogy a levegőben lévő vízgőz milyen közel áll a telítettséghez.

Ha a telítetlen vízgőzt tartalmazó levegőt izotermikusan összenyomjuk, akkor a légnyomás és a telítetlen gőznyomás is megnő. De a vízgőz nyomása csak addig fog nőni, amíg telítődik!

A térfogat további csökkenésével a légnyomás tovább növekszik, és a vízgőz nyomása állandó lesz - egyenlő marad az adott hőmérsékleten a telített gőznyomással. A felesleges gőz lecsapódik, azaz vízzé válik.

3. A dugattyú alatti tartály 50%-os relatív páratartalmú levegőt tartalmaz. A kezdeti térfogat a dugattyú alatt 6 liter, a levegő hőmérséklete 20 ºС. A levegő izotermikusan összenyomódik. Tételezzük fel, hogy a gőzből képződött víz térfogata elhanyagolható a levegő és a gőz térfogatához képest.
a) Mekkora lesz a levegő relatív páratartalma, ha a dugattyú alatti térfogat 4 liter lesz?
b) A dugattyú alatt mekkora térfogatnál válik telítetté a gőz?
c) Mekkora a gőz kezdeti tömege?
d) Hányszorosára csökken a gőz tömege, ha a dugattyú alatti térfogat 1 liter lesz?
e) Mennyi víz csapódik le?

2. Hogyan függ a relatív páratartalom a hőmérséklettől?

Vizsgáljuk meg, hogyan változik a levegő relatív páratartalmát meghatározó (1) képlet számlálója és nevezője a hőmérséklet emelkedésével.
A számláló a telítetlen vízgőz nyomása. Ez egyenesen arányos abszolút hőmérséklet(emlékezzünk rá, hogy a vízgőzt jól leírja az ideális gáz állapotegyenlete).

4. Hány százalékkal nő a telítetlen gőz nyomása a hőmérséklet 0 ºС-ról 40 ºС-ra való emelkedésével?

És most lássuk, hogyan változik ebben az esetben a telített gőznyomás, amely a nevezőben van.

5. Hányszorosára nő a telített gőz nyomása, ha a hőmérséklet 0 ºС-ról 40 ºС-ra emelkedik?

A feladatok eredményei azt mutatják, hogy a hőmérséklet emelkedésével a telített gőz nyomása sokkal gyorsabban növekszik, mint a telítetlen gőz nyomása, ezért az (1) képlettel meghatározott relatív levegő páratartalom a hőmérséklet emelkedésével gyorsan csökken. Ennek megfelelően a hőmérséklet csökkenésével a relatív páratartalom nő. Az alábbiakban ezt nézzük meg részletesebben.

A következő feladat elvégzésekor az ideális gáz állapotegyenlete és a fenti táblázat segít.

6. 20 ºС-on a levegő relatív páratartalma 100% volt. A levegő hőmérséklete 40 ºС-ra emelkedett, és a vízgőz tömege változatlan maradt.
a) Mekkora volt a vízgőz kezdeti nyomása?
b) Mekkora volt a végső vízgőznyomás?
c) Mekkora a telítési gőznyomás 40°C-on?
d) Mekkora a levegő relatív páratartalma végső állapotában?
e) Hogyan fogja ezt a levegőt érzékelni az ember: száraznak vagy nedvesnek?

7. Egy nedves őszi napon 0 ºС kint a hőmérséklet. A helyiség hőmérséklete 20 ºС, a relatív páratartalom 50%.
a) Hol van több parciális nyomás vízgőz: beltéren vagy kültéren?
b) Milyen irányba halad a vízgőz, ha kinyitják az ablakot - be vagy ki a helyiségből?
c) Mekkora lenne a helyiség relatív páratartalma, ha a helyiségben lévő vízgőz parciális nyomása egyenlő lenne a külső vízgőz parciális nyomásával?

8. A nedves tárgyak általában nehezebbek, mint a szárazak: például a vizes ruha nehezebb, mint a száraz, a nedves tűzifa pedig nehezebb, mint a száraz. Ez azzal magyarázható, hogy a benne lévő nedvesség tömege hozzáadódik a test saját tömegéhez. De a levegővel a helyzet fordított: a nedves levegő könnyebb, mint a száraz! Hogyan magyarázzuk el?

3. Harmatpont

A hőmérséklet csökkenésekor a levegő relatív páratartalma nő (bár a levegőben lévő vízgőz tömege nem változik).
Amikor a levegő relatív páratartalma eléri a 100%-ot, a vízgőz telítődik. (Speciális körülmények között túltelített gőz nyerhető. Felhőkamrákban használják nyomok (nyomok) észlelésére. elemi részecskék gyorsítókon.) A hőmérséklet további csökkenésével megindul a vízgőz kondenzációja: harmat hullik. Ezért azt a hőmérsékletet, amelyen egy adott vízgőz telítetté válik, az adott gőz harmatpontjának nevezzük.

9. Magyarázza meg, miért esik a harmat (45.3. ábra) általában a kora reggeli órákban!

Vegyünk egy példát egy bizonyos hőmérsékletű levegő harmatpontjának meghatározására adott páratartalom mellett. Ehhez szükségünk van a következő táblázatra.

10. Egy szemüveges férfi lépett be az üzletbe az utcáról, és azt tapasztalta, hogy a szemüvege bepárásodott. Feltételezzük, hogy az üveg és a szomszédos levegőréteg hőmérséklete megegyezik a külső levegő hőmérsékletével. A levegő hőmérséklete az üzletben 20 ºС, a relatív páratartalom 60%.
a) Telített-e a vízgőz a szemüveglencsék melletti levegőrétegben?
b) Mekkora a vízgőz parciális nyomása a boltban?
c) Milyen hőmérsékleten egyenlő a vízgőz nyomása a telített gőznyomással?
d) Milyen a külső hőmérséklet?

11. Egy átlátszó hengerben a dugattyú alatt 21%-os relatív páratartalmú levegő van. A kezdeti levegő hőmérséklet 60 ºС.
a) Milyen hőmérsékletre kell állandó térfogaton lehűteni a levegőt, hogy harmat hulljon a hengerbe?
b) Hányszor kell csökkenteni a levegő térfogatát állandó hőmérséklet hogy harmat hulljon a hengerbe?
c) A levegőt először izotermikusan összenyomják, majd állandó térfogatra lehűtik. A harmat akkor kezdett hullani, amikor a levegő hőmérséklete 20 ºС-ra csökkent. Hányszorosára csökkent a levegő térfogata az eredetihez képest?

12. Miért kánikula nehezebben tolerálható magas páratartalom mellett?

4. Páratartalom mérés

A levegő páratartalmát gyakran pszichrométerrel mérik (45.4. ábra). (A görög "psychros" - hideg szóból. Ez az elnevezés annak a ténynek köszönhető, hogy a nedves hőmérő értéke alacsonyabb, mint a szárazé.) Egy száraz és egy nedves izzóból áll.

A nedves izzó leolvasása alacsonyabb, mint a száraz izzóé, mivel a folyadék párolgás közben lehűl. Minél alacsonyabb a levegő relatív páratartalma, annál intenzívebb a párolgás.

13. A 45.4. ábrán melyik hőmérő található balra?

Tehát a hőmérők leolvasása alapján meghatározhatja a levegő relatív páratartalmát. Ehhez pszichometrikus táblázatot használnak, amelyet gyakran magán a pszichométeren helyeznek el.

A levegő relatív páratartalmának meghatározásához szükséges:
- mérje le a hőmérőket (in ez az eset 33 ºС és 23 ºС);
- keresse meg a táblázatban a száraz hőmérő leolvasásának megfelelő sort, és a hőmérő leolvasási különbségének megfelelő oszlopot (45.5. ábra);
- a sor és az oszlop metszéspontjában olvassa le a levegő relatív páratartalmának értékét.

14. A pszichometrikus táblázat (45.5. ábra) segítségével határozza meg, hogy a hőmérő milyen mutatóinál 50%-os a levegő relatív páratartalma.

További kérdések és feladatok

15. 100 m3 térfogatú üvegházban legalább 60%-os relatív páratartalom fenntartása szükséges. Kora reggel 15 ºС hőmérsékleten harmat hullott az üvegházban. Az üvegházban a nappali hőmérséklet 30 ºС-ra emelkedett.
a) Mekkora a vízgőz parciális nyomása az üvegházban 15°C-on?
b) Mekkora a vízgőz tömege az üvegházban ezen a hőmérsékleten?
c) Mekkora a vízgőz legkisebb megengedett parciális nyomása üvegházban 30°C-on?
d) Mekkora a vízgőz tömege az üvegházban?
e) Milyen tömegű vizet kell elpárologtatni az üvegházban, hogy a szükséges relatív páratartalom megmaradjon benne?

16. A pszichrométeren mindkét hőmérő ugyanazt a hőmérsékletet mutatja. Mekkora a levegő relatív páratartalma? Magyarázza meg válaszát.