Vaporii de apă în atmosferă. Vaporii de apă din aer, în ciuda suprafețelor uriașe ale oceanelor, mărilor, lacurilor și râurilor, nu sunt întotdeauna saturati. In miscare masele de aer duce la faptul că în unele locuri de pe planeta noastră acest moment evaporarea apei predomină asupra condensării, în timp ce la altele, dimpotrivă, predomină condensarea. Dar aproape întotdeauna există o cantitate de vapori de apă în aer.
Conținutul de vapori de apă din aer, adică umiditatea acestuia, poate fi caracterizat prin mai multe cantități.
Densitatea vaporilor de apă din aer se numește umiditate absolută. Prin urmare, umiditatea absolută se măsoară în kilograme pe metru cub (kg/m3).
Presiunea parțială a vaporilor de apă. Aerul atmosferic este un amestec de diverse gaze și vapori de apă. Fiecare dintre gaze contribuie la presiunea totală produsă de aer asupra corpurilor din el. Se numește presiunea pe care ar produce vaporii de apă dacă toate celelalte gaze ar fi absente presiunea parțială a vaporilor de apă. Presiunea parțială a vaporilor de apă este considerată unul dintre indicatorii umidității aerului. Se exprimă în unități de presiune - pascali sau milimetri Mercur.
Presiunea atmosferică este determinată de suma presiunilor parțiale ale componentelor aerului uscat (oxigen, azot etc.) și vaporilor de apă.
Umiditate relativă. Prin presiunea parțială a vaporilor de apă și umiditate absolută Nu este încă posibil să se judece cât de aproape sunt vaporii de apă de saturație în aceste condiții. Și anume, de aceasta depinde intensitatea evaporării apei și pierderea de umiditate de către organismele vii. De aceea se introduce o valoare care arată cât de aproape sunt vaporii de apă de saturație la o anumită temperatură - umiditate relativă.
Umiditatea relativă a aerului numit raportul presiunii parțiale R vapori de apa continuti in aer la o temperatura data la presiune r n.p. abur saturat la aceeași temperatură, exprimată în procente:

Umiditatea relativă este de obicei mai mică de 100%.
Psicrometru. Umiditatea aerului este măsurată cu instrumente speciale. Vă vom spune despre unul dintre ele - psicrometru.
Psihrometrul este format din două termometre ( Fig.11.4). Rezervorul unuia dintre ele rămâne uscat și arată temperatura aerului. Rezervorul celuilalt este înconjurat de o fâșie de pânză, al cărei capăt este scufundat în apă. Apa se evaporă, iar acest lucru răcește termometrul. Cu atât mai mult umiditate relativă, cu atât evaporarea este mai puțin intensă și temperatura indicată de termometrul înconjurat de o cârpă umedă este mai aproape de temperatura termometrului uscat.

La o umiditate relativă de 100%, apa nu se va evapora deloc, iar citirile ambelor termometre vor fi aceleași. Pe baza diferenței de temperatură dintre aceste termometre, folosind tabele speciale, puteți determina umiditatea aerului.
Valoarea umidității. Intensitatea evaporării umidității de pe suprafața pielii umane depinde de umiditate. Și evaporarea umidității are mare importanță pentru a menține temperatura corpului constantă. ÎN nave spațiale se mentine cea mai favorabila umiditate relativa a aerului pentru om (40-60%).
Este foarte important să cunoaștem umiditatea în meteorologie - în legătură cu prognoza meteo. Deși cantitatea relativă de vapori de apă din atmosferă este relativ mică (aproximativ 1%), rolul său în fenomene atmosferice semnificativ. Condensarea vaporilor de apă duce la formarea de nori și precipitații ulterioare. În același timp, iese în evidență un numar mare de căldură. În schimb, evaporarea apei este însoțită de absorbția căldurii.
În țesut, cofetărie și alte industrii, este necesară o anumită umiditate pentru desfășurarea normală a procesului.
Depozitarea operelor de artă și a cărților necesită menținerea umidității aerului la nivelul necesar. De aceea se pot vedea psihrometre pe pereții muzeelor.
Este important să se cunoască nu cantitatea absolută de vapori de apă din atmosferă, ci cea relativă. Umiditatea relativă se măsoară cu un psicrometru.
punct de condensare
Punctul de rouă la o anumită presiune este temperatura la care aerul trebuie să se răcească pentru ca vaporii de apă pe care îi conține să ajungă la o stare de saturație și să înceapă să se condenseze în rouă.
Punctul de rouă este determinat de umiditatea relativă a aerului. Cu cât este mai mare umiditatea relativă, cu atât este mai mare punctul de rouă și cu atât mai aproape de temperatura reală a aerului. Cu cât umiditatea relativă este mai mică, cu atât punctul de rouă este mai scăzut decât temperatura reală. Dacă umiditatea relativă este de 100%, atunci punctul de rouă este același cu temperatura reală.
Punctul de rouă nu poate fi reglat. Nu este pe ferestre sau geamuri termopan. Se vede doar pe grafice, unde o linie neagră groasă, trasată în diagonală între axele temperaturii și umidității, împarte două zone: zona uscată și zona în care începe să se formeze condensul.
Cu toate acestea, întâlnim punctul de rouă în fiecare zi. Ridicăm capacul de sticlă de pe tigaia pe care gătim - apa curge copios din capac. În baie, după ce am făcut un duș fierbinte, descoperim că oglinda s-a aburit. Intrăm într-un magazin cald de pe stradă iarna - ochelarii ni se aburin instant. Toate acestea sunt glume cu punctul de rouă.
Principalul lucru de reținut este că trebuie să înțelegeți clar că condensul este influențat în mod egal de ambii factori: temperatură și umiditate. Dacă un obiect rece este adus în cameră din stradă, temperatura acestuia și umiditatea camerei pot duce împreună la formarea condensului. Dacă pur și simplu scădeți temperatura la umiditate constantă - aceeași poveste, condensul va începe chiar în aer și așa se formează ceața, iubită de toți șoferii, pe autostrăzi - în zonele joase și în zonele corpurilor de apă.

G.Ya.Myakishev, B.B.Bukhovtsev, N.N.Sotsky, Fizica clasa a X-a, http://ru.wikipedia.org/wiki/Dew_point

Kerabit este o cu totul altă poveste. Fabrica aparține Corporației Lemminkainen - cifra de afaceri în 2008 a fost de 2.830 milioane de euro. O corporație de constructori profesioniști care optimizează prețul contractelor pentru potențialii clienți. Ei fac plăci în principal pentru ei firme de constructii, care efectuează construcții în întreaga lume, inclusiv finalizarea unui contract pentru construcția infrastructurii de comunicații pentru Nokia în Ucraina. Materialele bituminoase au fost produse mult mai devreme de Katepal Oy - încă din anii 1920. În 2010, corporația și-a sărbătorit cea de-a 100-a aniversare. Sindrila bituminoasă a început să fie produsă simultan cu Katepal Oy, când bitumul a devenit popular în Europa de Nordși Franța. Volumul vânzărilor Kerabit în 2008 a fost de 79 de milioane de euro. Principalele vânzări din Finlanda, Suedia și Europa, CSI nu sunt o prioritate, nu dau exclusive. Deoarece deciziile privind tehnologia de producție și îmbunătățirea produsului în Consiliul de Administrație al corporației sunt luate de manageri de top cu experiență, cu educație profesională în construcții, acest lucru afectează foarte mult produsul în sine. Principala cerință pentru un produs este conformitatea cu un standard tehnic, astăzi acesta este EN544 și o durată de viață lungă. Întrucât totul se învață prin comparație, la contrastul Ruflex cu plăcile Kerabit, putem concluziona că Kerabit este mult înaintea lui Katepal din punct de vedere tehnologic, ambalajul asigură livrarea la șantier, dar este semnificativ inferior omologul său finlandez din punct de vedere al prezentării. Din 2008, Kerabit a fost produs conform tehnologie nouă- 1 mp. gresie = 7 kg, fibra de sticla 123g/mp, acoperire ardezie-bazalt, strat adeziv cauciuc-bitum, folie HDPE pe partea din spate gresie în loc de nisip de cuarț.

Umiditate absolută

Umiditatea absolută este cantitatea de umiditate (în grame) conținută într-un metru cub de aer. Datorită valorii sale mici, se măsoară de obicei în g/m3. Dar datorită faptului că, la o anumită temperatură a aerului, doar o anumită cantitate de umiditate poate fi conținută maxim în aer (odată cu creșterea temperaturii, această cantitate maximă posibilă de umiditate crește, cu o scădere a temperaturii aerului, cea maximă posibilă). cantitatea de umiditate scade) a fost introdus conceptul de umiditate relativă.

Umiditate relativă

O definiție echivalentă este raportul dintre fracția de masă a vaporilor de apă din aer și maximul posibil la o anumită temperatură. Măsurat ca procent și determinat prin formula:

unde: - umiditatea relativă a amestecului (aerului) în cauză; - presiunea parțială a vaporilor de apă din amestec; - presiunea vaporilor saturați de echilibru.

Presiune vapori saturati apa crește foarte mult odată cu creșterea temperaturii (vezi graficul). Prin urmare, cu răcirea izobară (adică la presiune constantă) a aerului cu o concentrație constantă de vapori, vine un moment (punctul de rouă) când vaporii sunt saturati. În acest caz, aburul „extra” se condensează sub formă de ceață sau cristale de gheață. Procesele de saturare și condensare a vaporilor de apă joacă un rol imens în fizica atmosferică: procese de formare și formare a norilor fronturi atmosferice sunt determinate în mare măsură de procesele de saturație și condensare, căldura degajată în timpul condensării vaporilor de apă atmosferici asigură mecanismul energetic pentru apariția și dezvoltarea ciclonilor tropicali (uragane).

Estimarea umidității relative

Umiditatea relativă a unui amestec apă-aer poate fi estimată dacă temperatura acestuia este cunoscută ( T) și temperatura punctului de rouă ( Td). Când TȘi Td exprimată în grade Celsius, atunci expresia este adevărată:

Unde presiune parțială se estimează vaporii de apă din amestec e p :

Și presiunea vaporilor umezi a apei din amestec la temperatură este estimată e s :

Vapori de apă suprasaturați

În absența centrelor de condensare, când temperatura scade, se poate forma o stare suprasaturată, adică umiditatea relativă devine mai mare de 100%. Ionii sau particulele de aerosoli pot acționa ca centre de condensare este pe condensarea vaporilor suprasaturați pe ionii formați în timpul trecerii unei particule încărcate într-un astfel de vapor, încât principiul de funcționare al camerei Wilson și al camerelor de difuzie se bazează: picături de apă; condensarea pe ionii formați formează o urmă vizibilă (urmă) a particulelor încărcate.

Un alt exemplu de condensare a vaporilor de apă suprasaturați îl reprezintă contraile aeronavelor, care apar atunci când vaporii de apă suprasaturați se condensează pe particulele de funingine de la evacuarea motorului.

Mijloace și metode de control

Pentru determinarea umidității aerului se folosesc instrumente numite psihrometre și higrometre. Psihrometrul lui august este format din două termometre - uscat și umed. Un termometru cu bulb umed arată o temperatură mai scăzută decât un termometru cu bulb uscat, deoarece... rezervorul său este învelit într-o cârpă înmuiată în apă, care îl răcește pe măsură ce se evaporă. Intensitatea evaporării depinde de umiditatea relativă a aerului. Pe baza citirilor termometrelor uscate și umede, umiditatea relativă a aerului se găsește cu ajutorul tabelelor psicrometrice. ÎN În ultima vreme Senzorii de umiditate integrati (de obicei cu iesire de tensiune) au devenit utilizati pe scara larga, pe baza proprietatii unor polimeri de a-si modifica caracteristicile electrice (cum ar fi constanta dielectrica a mediului) sub influenta vaporilor de apa continuti in aer. Pentru verificarea instrumentelor de măsurare a umidității, se folosesc instalații speciale - higrostate.

Umiditatea aerului este o caracteristică importantă mediu inconjurator. Dar nu toată lumea înțelege pe deplin ce se înțelege prin rapoartele meteo. și umiditatea absolută sunt concepte înrudite. Nu este posibil să înțelegi esența unuia fără să-l înțelegi pe celălalt.

Aer și umiditate

Aerul conține un amestec de substanțe care se află în stare gazoasă. În primul rând, este azot și oxigen. Pe ei inauntru compozitia generala(100%) conține aproximativ 75% și, respectiv, 23% în greutate. Aproximativ 1,3% este argon, mai puțin de 0,05% este dioxid de carbon. Restul (cantitatea lipsă este de aproximativ 0,005% în total) este alcătuit din xenon, hidrogen, kripton, heliu, metan și neon.

Există, de asemenea, o anumită cantitate de umiditate în aer în orice moment. Intră în atmosferă după evaporarea moleculelor de apă din oceanele lumii și din solul umezit. Într-un spațiu restrâns, conținutul acestuia poate diferi de Mediul externși depinde de disponibilitatea surselor suplimentare de venit și consum.

Pentru o definiție mai precisă caracteristici fiziceși indicatori cantitativi, se folosesc două concepte: umiditate relativă și umiditate absolută. În viața de zi cu zi, se formează exces la uscarea hainelor și la gătit. Oamenii și animalele îl excretă prin respirație, plante ca urmare a schimbului de gaze. În producție, modificările raportului vaporilor de apă pot fi asociate cu condensul din cauza schimbărilor de temperatură.

Absolut și caracteristici ale utilizării termenului

Cât de important este să cunoști cantitatea exactă de vapori de apă din atmosferă? Pe baza acestor parametri, se calculează prognozele meteo, posibilitatea de precipitații și volumul acesteia, precum și traseele de mișcare a fronturilor. Pe baza acesteia se determină riscurile de cicloane și în special de uragane, care pot reprezenta un pericol grav pentru regiune.

Care este diferența dintre cele două concepte? Ceea ce au în comun este că atât umiditatea relativă, cât și umiditatea absolută măsoară cantitatea de vapori de apă din aer. Dar primul indicator este determinat de calcul. Al doilea poate fi măsurat prin metode fizice cu rezultatul în g/m 3.

Cu toate acestea, odată cu modificările temperaturii ambientale, acești indicatori se modifică. Se știe că aerul poate conține maxim o anumită cantitate de vapori de apă - umiditate absolută. Dar pentru modurile +1°C și +10°C aceste valori vor fi diferite.

Dependența conținutului cantitativ de vapori de apă din aer de temperatură este afișată în indicatorul de umiditate relativă. Se calculează folosind formula. Rezultatul este exprimat ca procent (un indicator obiectiv al valorii maxime posibile).

Influența condițiilor de mediu

Cum se va schimba umiditatea absolută și relativă a aerului odată cu creșterea temperaturii, de exemplu, de la +15°C la +25°C? Pe măsură ce crește, presiunea vaporilor de apă crește. Aceasta înseamnă că mai multe molecule de apă vor încăpea într-o unitate de volum (1 metru cub). În consecință, crește și umiditatea absolută. Valoarea relativă va scădea. Acest lucru se explică prin faptul că conținutul real de vapori de apă a rămas la același nivel și maxim sens posibil a crescut. Conform formulei (împărțind unul la altul și înmulțind rezultatul cu 100%), rezultatul va fi o scădere a indicatorului.

Cum se va schimba umiditatea absolută și umiditatea relativă pe măsură ce temperatura scade? Ce se întâmplă când scazi de la +15°C la +5°C? Umiditatea absolută va scădea. În consecință, în 1 metru cub. Cantitatea maximă de amestec de aer de vapori de apă care poate intra este mai mică. Calculul folosind formula va arăta o creștere a indicatorului final - procentul de umiditate relativă va crește.

Înțeles pentru oameni

Dacă există o cantitate în exces de vapori de apă, te simți înfundat dacă este prea puțin, simți pielea uscată și sete; Evident, umiditatea aerului umed este mai mare. Dacă există un exces, excesul de apă nu este reținut în stare gazoasă și se transformă într-un mediu lichid sau solid. În atmosferă se repedează, acest lucru se manifestă prin precipitații (ceață, îngheț). În interior, pe obiectele interioare se formează un strat de condens, iar pe suprafața ierbii este rouă dimineața.

O creștere a temperaturii este mai ușor de tolerat într-o cameră uscată. Totuși, același regim, dar la o umiditate relativă peste 90%, provoacă supraîncălzirea rapidă a corpului. Corpul luptă cu acest fenomen în același mod - căldura este eliberată prin transpirație. Dar în aer uscat se evaporă rapid (se usucă) de la suprafața corpului. În mediu umed asta practic nu se întâmplă niciodată. Cel mai potrivit mod (confortabil) pentru o persoană este 40-60%.

De ce este necesar acest lucru? În materiale vrac vreme umeda conținutul de substanță uscată pe unitatea de volum scade. Această diferență nu este atât de semnificativă, dar cu volume mari poate „rezulta” într-o cantitate cu adevărat detectabilă.

Produsele (cereale, făină, ciment) au un prag de umiditate acceptabil la care pot fi depozitate fără pierderea calității sau a proprietăților tehnologice. Prin urmare, monitorizarea indicatorilor și menținerea acestora la nivel optim necesare pentru instalațiile de depozitare. Prin reducerea umidității din aer se realizează reducerea acesteia în produse.

Dispozitive

În practică, umiditatea reală este măsurată cu higrometre. Anterior, existau două abordări. Unul se bazează pe modificări ale alungirii părului (uman sau animal). Celălalt se bazează pe diferența dintre citirile termometrului într-un mediu uscat și umed (psihrometric).

Într-un higrometru de păr, indicatorul mecanismului este conectat la un păr întins pe un cadru. Se modifică în funcție de umiditatea aerului din jur proprietăți fizice. Acul se abate de la valoarea de referință. Mișcările sale sunt urmărite pe o scară.

Se știe că umiditatea relativă și umiditatea absolută a aerului depind de temperatura ambiantă. Această caracteristică este utilizată într-un psicrometru. La determinare, se iau citirile a două termometre adiacente. Balonul unuia (uscat) este în conditii normale. În celălalt (umed) este învăluit într-un fitil, care este conectat la un rezervor de apă.

În astfel de condiții, termometrul măsoară mediul ținând cont de umiditatea care se evaporă. Și acest indicator depinde de cantitatea de vapori de apă din aer. Este determinată diferența de citiri. Valoarea umidității relative se determină cu ajutorul unor tabele speciale.

Recent, senzorii care folosesc modificări au devenit mai folosiți. caracteristici electrice anumite materiale. Pentru a confirma rezultatele și a verifica instrumentele, există setări de referință.

În aer, caracterizat printr-un număr de cantități. Apa care se evaporă de la suprafață atunci când sunt încălzite intră și se concentrează în straturile inferioare ale troposferei. Temperatura la care aerul atinge saturația cu umiditate pentru un anumit conținut de vapori de apă și constantă se numește punct de rouă.

Umiditatea este caracterizată de următorii indicatori:

Umiditate absolută(Latina absolutus - complet). Se exprimă prin masa vaporilor de apă în 1 m de aer. Calculat în grame de vapori de apă la 1 m3 de aer. Cu cât este mai mare, cu atât umiditatea absolută este mai mare, deoarece mai multă apă când este încălzit, se schimbă de la starea lichidă la starea de vapori. În timpul zilei, umiditatea absolută este mai mare decât noaptea. Indicatorul umidității absolute depinde de: în latitudinile polare, de exemplu, este egal cu până la 1 g pe 1 m2 de vapori de apă, la ecuator până la 30 de grame pe 1 m2 în Batumi (, coasta) umiditatea absolută este de 6 g pe 1 m, iar în Verkhoyansk ( , ) - 0,1 grame pe 1 m Acoperirea de vegetație a zonei depinde în mare măsură de umiditatea absolută a aerului;

Umiditate relativă. Acesta este raportul dintre cantitatea de umiditate din aer și cantitatea pe care o poate conține la aceeași temperatură. Umiditatea relativă este calculată ca procent. De exemplu, umiditatea relativă este de 70%. Aceasta înseamnă că aerul conține 70% din cantitatea de abur pe care o poate reține la o anumită temperatură. Dacă variația zilnică a umidității absolute este direct proporțională cu variația temperaturilor, atunci umiditatea relativă este invers proporțională cu această variație. O persoană se simte bine la 40-75%. Abaterea de la normă provoacă o stare dureroasă a corpului.

Aerul în natură este rareori saturat cu vapori de apă, dar conține întotdeauna o anumită cantitate. Nicăieri pe Pământ nu a fost înregistrată o umiditate relativă de 0%. Pe statii meteo Umiditatea se măsoară cu ajutorul unui higrometru, în plus, se folosesc înregistratoare - higrografe;

Aerul este saturat și nesaturat. Când apa se evaporă de pe suprafața oceanului sau a pământului, aerul nu poate reține vaporii de apă la infinit. Această limită depinde de. Aerul care nu mai poate reține umiditatea se numește aer saturat. Din acest aer, la cea mai mică răcire, încep să se elibereze picături de apă sub formă de rouă. Acest lucru se întâmplă deoarece apa, atunci când este răcită, trece dintr-o stare (abur) în stare lichidă. Aerul deasupra uscat și suprafata calda, conține de obicei mai puțini vapori de apă decât ar putea conține la o anumită temperatură. Un astfel de aer se numește nesaturat. Când se răcește, apa nu se eliberează întotdeauna. Cu cât aerul este mai cald, cu atât este mai mare capacitatea sa de a absorbi umezeala. De exemplu, la o temperatură de -20°C, aerul nu conține mai mult de 1 g/m apă; la o temperatură de + 10°C - aproximativ 9 g/m3 și la +20°C - aproximativ 17 g/m3 Prin urmare, cu umiditate aparent ridicată a aerului în

Există multe corpuri de apă deschise pe Pământ, de pe suprafața cărora apa se evaporă: oceanele și mările ocupă aproximativ 80% din suprafața Pământului. Prin urmare, în aer există întotdeauna vapori de apă.

Este mai ușor decât aerul deoarece masa molară a apei (18 * 10 -3 kg mol -1) este mai mică Masă molară azot și oxigen, din care este compus în principal aer. Prin urmare, vaporii de apă se ridică. În același timp, se extinde, deoarece în straturile superioare ale atmosferei presiunea este mai mică decât la suprafața Pământului. Acest proces poate fi considerat aproximativ adiabatic, deoarece în timpul în care are loc, schimbul de căldură a aburului cu aerul din jur nu are timp să aibă loc.

1. Explicați de ce se răcește aburul.

Ele nu cad pentru că se înalță în curenții de aer în creștere, așa cum planează deltaplanul (Fig. 45.1). Dar când picăturile din nori devin prea mari, încep să cadă: plouă(Fig. 45.2).

Ne simțim confortabil atunci când presiunea vaporilor de apă la temperatura camerei (20 ºC) este de aproximativ 1,2 kPa.

2. Ce parte (în procente) este presiunea indicată a presiunii vaporilor saturați la aceeași temperatură?
Cheie. Utilizați tabelul cu valorile presiunii vaporilor de apă saturați la sensuri diferite temperatura. A fost dat în paragraful anterior. Vă oferim un tabel mai detaliat aici.

Ați găsit acum umiditatea relativă. Să o definim.

Umiditatea relativă a aerului φ este raportul dintre presiunea parțială p a vaporilor de apă și presiunea pn a vaporilor saturați la aceeași temperatură, exprimat ca procent:

φ = (p/p n) * 100%. (1)

Condițiile confortabile pentru oameni corespund unei umidități relative de 50-60%. Dacă umiditatea relativă este semnificativ mai mică, aerul ni se pare uscat, iar dacă este mai mare, pare umed. Când umiditatea relativă se apropie de 100%, aerul este perceput ca umed. Bălțile nu se usucă, deoarece procesele de evaporare a apei și de condensare a aburului se compensează reciproc.

Deci, umiditatea relativă a aerului este judecată după cât de aproape sunt vaporii de apă din aer de saturație.

Dacă aerul cu vapori de apă nesaturați este comprimat izotermic, atât presiunea aerului, cât și presiunea vaporilor nesaturați vor crește. Dar presiunea vaporilor de apă va crește doar până când devine saturată!

Pe măsură ce volumul scade în continuare, presiunea aerului va continua să crească, dar presiunea vaporilor de apă va rămâne constantă - va rămâne egală cu presiunea vaporilor saturați la o anumită temperatură. Aburul în exces se va condensa, adică se va transforma în apă.

3. Vasul de sub piston conține aer a cărui umiditate relativă este de 50%. Volumul inițial de sub piston este de 6 litri, temperatura aerului este de 20 ºС. Aerul începe să fie comprimat izotermic. Să presupunem că volumul de apă format din abur poate fi neglijat în comparație cu volumul de aer și abur.
a) Care va fi umiditatea relativă când volumul de sub piston devine 4 litri?
b) La ce volum sub piston se va saturat aburul?
c) Care este masa inițială a aburului?
d) De câte ori va scădea masa aburului când volumul de sub piston devine egal cu 1 litru?
e) Ce masă de apă va condensa?

2. Cum depinde umiditatea relativă de temperatură?

Să luăm în considerare modul în care numărătorul și numitorul din formula (1), care determină umiditatea relativă a aerului, se modifică odată cu creșterea temperaturii.
Numărătorul este presiunea vaporilor de apă nesaturați. Este direct proporțională temperatura absolută(amintim că vaporii de apă sunt bine descriși de ecuația de stare a unui gaz ideal).

4. Cu ce ​​procent crește presiunea vaporilor nesaturați când temperatura crește de la 0 ºС la 40 ºС?

Acum să vedem cum se modifică presiunea vaporilor saturați din numitor.

5. De câte ori crește presiunea vaporilor saturați când temperatura crește de la 0 ºС la 40 ºС?

Rezultatele acestor sarcini arată că pe măsură ce temperatura crește, presiunea vaporilor saturați crește mult mai repede decât presiunea vaporilor nesaturați. Prin urmare, umiditatea relativă a aerului determinată de formula (1) scade rapid odată cu creșterea temperaturii. În consecință, pe măsură ce temperatura scade, umiditatea relativă crește. Ne vom uita la asta mai detaliat mai jos.

Ecuația de stare a unui gaz ideal și tabelul de mai sus vă vor ajuta să îndepliniți următoarea sarcină.

6. La 20 ºС, umiditatea relativă a fost de 100%. Temperatura aerului a crescut la 40 ºС, dar masa vaporilor de apă a rămas neschimbată.
a) Care a fost presiunea inițială a vaporilor de apă?
b) Care a fost presiunea finală a vaporilor de apă?
c) Care este presiunea vaporilor saturați la 40 ºС?
d) Care este umiditatea relativă a aerului în starea finală?
e) Cum va fi perceput acest aer de către o persoană: la fel de uscat sau la fel de umed?

7. Într-o zi umedă de toamnă, temperatura de afară este de 0 ºС. Temperatura camerei este de 20 ºС, umiditatea relativă este de 50%.
a) Unde este presiunea parțială a vaporilor de apă mai mare: în cameră sau în exterior?
b) În ce direcție vor curge vaporii de apă dacă deschideți fereastra - în cameră sau în afara acesteia?
c) Care ar fi umiditatea relativă din încăpere dacă presiunea parțială a vaporilor de apă din încăpere ar fi egală cu presiunea parțială a vaporilor de apă din exterior?

8. Obiectele umede sunt de obicei mai grele decât cele uscate: de exemplu, o rochie umedă este mai grea decât una uscată, iar lemnele de foc umed sunt mai grele decât cele uscate. Acest lucru se explică prin faptul că greutatea umidității conținute în ea se adaugă și la greutatea proprie a corpului. Dar cu aerul este opusul: aerul umed este mai ușor decât aerul uscat! Cum să explic asta?

3. Punct de rouă

Pe măsură ce temperatura scade, umiditatea relativă a aerului crește (deși masa vaporilor de apă din aer nu se modifică).
Când umiditatea relativă atinge 100%, vaporii de apă devin saturați. (În condiții speciale se poate obține abur suprasaturat. Este folosit în camerele cu nori pentru a detecta urme (urme) particule elementare pe acceleratoare.) Odată cu o scădere suplimentară a temperaturii, începe condensarea vaporilor de apă: cade roua. Prin urmare, temperatura la care un anumit vapor de apă devine saturat se numește punctul de rouă pentru vaporii respectivi.

9. Explicați de ce roua (Fig. 45.3) cade de obicei la primele ore ale dimineții.

Să luăm în considerare un exemplu de găsire a punctului de rouă pentru aerul de o anumită temperatură cu o umiditate dată. Pentru aceasta avem nevoie de următorul tabel.

10. Un bărbat cu ochelari a intrat din stradă în magazin și a descoperit că ochelarii îi erau aburiți. Vom presupune că temperatura sticlei și a stratului de aer adiacent acestuia este egală cu temperatura aerului din exterior. Temperatura aerului din magazin este de 20 ºС, umiditatea relativă 60%.
a) Vaporii de apă din stratul de aer adiacent paharelor sunt saturati?
b) Care este presiunea parțială a vaporilor de apă din depozit?
c) La ce temperatură presiunea vaporilor de apă este egală cu presiunea vaporilor saturați?
d) Care ar putea fi temperatura exterioară?

11. Un cilindru transparent sub piston conține aer cu o umiditate relativă de 21%. Temperatura inițială a aerului este de 60 ° C.
a) La ce temperatură trebuie răcit aerul la volum constant pentru a se forma roua în cilindru?
b) De câte ori trebuie redus volumul de aer? temperatura constanta ca să cadă roua în cilindru?
c) Aerul este mai întâi comprimat izotermic și apoi răcit la volum constant. Roua a început să scadă când temperatura aerului a scăzut la 20 ºC. De câte ori a fost redus volumul de aer față de volumul inițial?

12. De ce val de căldură mai greu de tolerat umiditate crescută aer?

4. Măsurarea umidității

Umiditatea aerului este adesea măsurată cu un psicrometru (Fig. 45.4). (Din grecescul „psychros” - rece. Acest nume se datorează faptului că citirile unui termometru umed sunt mai mici decât cele ale unui termometru uscat.) Este format dintr-un termometru uscat și umed.

Citirile cu bulb umed sunt mai mici decât citirile cu bulb uscat deoarece lichidul se răcește pe măsură ce se evaporă. Cu cât umiditatea relativă este mai mică, cu atât evaporarea este mai intensă.

13. Care termometru din figura 45.4 este situat în stânga?

Deci, în funcție de citirile termometrelor, puteți determina umiditatea relativă a aerului. Pentru a face acest lucru, utilizați o masă psicrometrică, care este adesea plasată pe psicrometrul însuși.

Pentru a determina umiditatea relativă a aerului, trebuie să:
– luați citirile termometrului (in în acest caz, 33 ºС și 23 ºС);
– găsiți în tabel un rând corespunzător citirilor termometrului uscat și o coloană corespunzătoare diferenței citirilor termometrului (Fig. 45.5);
– la intersecția rândului și coloanei, citiți valoarea umidității relative a aerului.

14. Folosind tabelul psicrometric (Fig. 45.5), determinați la ce citiri ale termometrului umiditatea relativă a aerului este de 50%.

Întrebări și sarcini suplimentare

15. Într-o seră cu un volum de 100 mc, umiditatea relativă trebuie menținută la cel puțin 60%. Dimineața devreme, la o temperatură de 15 ºС, roua a căzut în seră. Temperatura în seră în timpul zilei a crescut la 30 ºС.
a) Care este presiunea parțială a vaporilor de apă într-o seră la 15 ºС?
b) Care este masa vaporilor de apă din seră la această temperatură?
c) Care este presiunea parțială minimă admisă a vaporilor de apă într-o seră la 30 ºC?
d) Care este masa vaporilor de apă din seră?
e) Ce masă de apă trebuie evaporată în seră pentru a menține în ea umiditatea relativă necesară?

16. Pe un psicrometru, ambele termometre arată aceeași temperatură. Care este umiditatea relativă? Explică-ți răspunsul.