Описание установки и вывод расчетной формулы. Для выполнения лабораторной работы используется гигрометр психрометрический типа ВИТ
Для выполнения лабораторной работы используется гигрометр психрометрический типа ВИТ. Он состоит из двух одинаковых термометров (рисунок 1). Метод измерения относительной влажности на нем основан на зависимости между влажностью воздуха и психрометрической разностью – разностью показаний «сухого» и «увлажненного» термометров, находящихся в термодинамическом равновесии с окружающей средой. Сняв показания термометров и введя поправки в их показания, определяют разность показаний термометров. Затем по показанию «сухого» и «увлажненного» термометров определяют относительную влажность воздуха по психрометрической таблице (пример определения относительной влажности приведен в приложении В). Если при р = const снижается температура воздуха, относительная влажность увеличивается. Для данного значения абсолютной влажности существует такая температура, ниже которой часть паров воды будет конденсироваться. В атмосфере при этом образуется туман или выпадает роса. Температура, при которой воздух в процессе своего охлаждения становится насыщенным водяными парами, называется точкой росы. Отметим, что при известной точке росы абсолютную влажность воздуха ρа можно найти по приложению Б, так как она равна плотности насыщающего пара ρн при точке росы. Определив затем по этой таблице ρн для данной температуры воздуха, можно по формуле (1) вычислить относительную влажность В.
Рисунок 1 Гигрометр психрометрический типа ВИТ
При отсутствии центров конденсации пар может стать пересыщенным. Поэтому чистый воздух может охладиться ниже точки росы, а находящийся в нем пар конденсироваться не будет.
Выясним, как изменение температуры воздуха может отражаться на его влажности.
Пусть абсолютная влажность воздуха ρа= 0,0094 кг/м3 при 22ºС. Так как при 22ºС плотность насыщающего водяного пара ρн=0,01914 кг/м3, то относительная влажность В составляет около 50%.
Допустим теперь, что температура воздуха упадет до 10ºС, а плотность останется прежней. Тогда относительная влажность воздуха будет 100%, т.е. воздух окажется насыщенным водяными парами. Если же температура понизится до 6ºС (например, ночью), то из каждого кубического метра воздуха сконденсируется 0,01914-0,0073=0,01184 (кг) водяного пара (выпадет роса).
Порядок выполнения работы и требования
К оформлению результата
3.1 При подготовке к лабораторной работе необходимо изучить и законспектировать следующие библиографические источники:
- для неинженерных специальностей С. 203–205, 213–221 /1/;
- для инженерных специальностей С. 155–168, 170–174 /2/; С. 141–146 /3/.
3.2 Предварительно ознакомившись с конструкций психрометра, осторожно снять его с подвески и убедиться в работоспособности.
3.3 Заполнить шприц водой и с его помощью обильно смочить батистовый наконечник термометра.
3.4 Когда температура влажного термометра перестанет снижаться, записать показания сухого tС и влажного tВ термометров с точностью до 0,20С. Данные занести в таблицу 1. К этим показаниям термометров добавить поправки, приведенные в паспорте гигрометра (см. таблицу В1 в приложении В). Поправки вводятся путем алгебраического сложения. Вычислить разность температур по «сухому» и «увлажненному» термометрам.
3.5 Определить относительную влажность воздуха по психрометрической таблице, приведенной на корпусе гигрометра. Искомая влажность будет на пересечении строк температуры по «сухому» термометру и разности температур tc - tв. При отсутствии в таблице показания «сухого» термометра и разности температур tc - tв для определения влажности применить метод интерполирования (см. таблицы В2-В4 в приложении В). Найденное значение относительной влажности записать в таблицу 1.
Таблица 1 Результаты измерений и вычислений
| Термометры | t, 0С | Поправки, 0С | Температура с учетом поправок, 0С | Разность температур, tc - tв, 0С | В, % | рн, мм. рт. ст. | ра, мм. рт. ст. |
| «сухой» | |||||||
| «увлажненный» |
3.6 По таблице Б1 упругости насыщенного пара (приложение Б) определить давление насыщенного пара рн при температуре tс.
3.7 По формуле (1) вычислить абсолютную влажность ра.
3.8 Определить при какой температуре, соответствующей данным таблицы 1, начнется выпадение росы.
3.9 Имея в виду, что абсолютная влажность в мм. рт. ст. приблизительно равна влажности в граммах воды на 1 м3, и используя данные таблицы 1, определить, сколько выпадет влаги в виде росы при снижении температуры в лаборатории до 5 0С.
3.10 Вычислить насколько уменьшится относительная влажность в лаборатории, если температура повысится на 10 0С, т.е. станет равной 30 0С.
Контрольные вопросы
4.1 Охарактеризовать понятия «агрегатное состояние» и «фазовое состояние».
4.2 Что называется парообразованием, конденсацией, испарением?
4.3 От каких величин зависит скорость испарения?
4.4 Как объяснить понижение температуры жидкости при её испарении?
4.5 Что такое сублимация или возгонка? Приведите примеры веществ, способных возгоняться.
4.6 Чем отличается процесс парообразования в закрытом сосуде от аналогичного процесса в открытом?
4.7 Какие пары называют насыщенными?
4.8 Что называют точкой росы?
4.9 Что такое абсолютная и относительная влажность?
4.10 Каковы субъективные ощущения влажности воздуха человеком?
4.11 Что такое дефицит влажности воздуха?
4.12 Почему роса выпадает ночью?
Лабораторная работа №4