Краткая теория

Тема: Определение относительной влажности воздуха

Краткая теория

В воздухе всегда есть водяной пар. Он образуется в результате испарения воды с поверхностей океанов, морей, озер и т. д. От количества водяного пара, содержащегося в воздухе, зависит погода, самочувствие человека и многое другое. Поэтому очень важно следить за влажностью воздуха, уметь измерять ее.

Водяной пар, содержащийся в воздухе, обычно является ненасыщенным. Если бы водяной пар в воздухе был насыщенным, то поверхность Земли и все на ней находящееся было бы покрыто капельками жидкости и никогда не высыхало бы. Наоборот, чем водяные пары, находящиеся в воздухе, дальше от насыщения, тем воздух суше. Поэтому, сравнив давление водяного пара, содержащегося в воздухе, с давлением насыщенного водяного пара при данной температуре, можно судить о влажности воздуха. Для этой цели введена особая величина, названная относительной влажностью воздуха.

Относительной влажностью воздуха φ называют выраженное в процентах отношение давления водяного пара p, содержащегося в воздухе, к давлению насыщенного пара p_н при данной температуре:

Испарение влаги происходит тем быстрее, чем меньше относительная влажность атмосферного воздуха.

Для хорошего самочувствия и здоровья необходимо, чтобы относительная влажность была в пределах от 40 до 60٪ . Однако в наших домах и школах в зимнее время относительная влажность часто не превышает 10-20٪.Такие условия вызывают быстрое испарение и высыхание слизистой оболочки носа, гортани, легких, что приводит к простудным и другим заболеваниям. Поэтому необходимо увлажнять воздух в жилых помещениях с помощью специальных приспособлений.

Для того чтобы определить относительную влажность воздуха, необходимо:

1/ измерить температуру воздуха и по таблице найти давление насыщенного пара, соответствующего этой температуре;

2/ определить точку росы и по той же таблице найти давление водяных паров, содержащихся в воздухе;

3/ по формуле вычислить относительную влажность.

Для определения точки росы водяных паров, содержащихся

в воздухе, созданы специальные приборы- гигрометры. Наиболее

простым из них является гигрометр Ламбрехта. Основной частью

этого прибора является металлический сосуд в форме цилиндра 3

(рис.1),ось которого занимает горизонтальное положение. Одно ос-

нование цилиндра сделано снаружи блестящим. Внутрь цилиндра

входит трубка 2, которая присоединяется к какому-либо воздуходув-

ному устройству, например к резиновой груше 1. Внутрь цилиндра

наливают эфир. Продувая через эфир воздух, ускоряют его испаре-

ние. Испаряясь, эфир охлаждается и охлаждает цилиндр. Когда

температура цилиндра становится равной температуре точки росы,

его поверхность «запотевает». Для измерения температуры внутрь

цилиндра вставляют термометр 4; чтобы момент выпадения росы

был заметнее, на цилиндр надевают блестящее кольцо 5, изолиро-

ванное от него теплоизоляционной прокладкой.

Поясним сказанное примером. Допустим, что температура воздуха 25ºC, а точка росы оказалась равной 10ºC. По таблице находим, что этим температурам соответствуют значения давления насыщенного пара 3173 и 1226 Па соответственно. Поэтому относительная влажность

Задача. В помещении объемом 150 м ³ влажность воздуха при температуре 20ºC равна 30ºC. Определить массу водяного пара в помещении.

Дано: Анализ:

V=150 м³ В помещении находится ненасыщенный водяной пар. Массу пара можно найти

Т=293 К из уравнения Менделеева - Клапейрона: , откуда

φ= 30٪ Из формулы относительной влажности выражаем давление пара, содер-

m-? жащегося в воздухе. Давление насыщенного пара при 20ºC найдем по таблице.

Т.к. p= φp_н , то .

Подставляем значения величин:

Ответ: m=0,776 кг