Лажность воздуха и ее измерение.

В окружающем нас воздухе практически всегда находится некоторое количество водяных паров. Влажность воздуха зависит от количества водяного пара, содержащегося в нем.

Сырой воздух содержит больший процент молекул воды, чем сухой.

Большое значение имеет относительная влажность воздуха, сообщения о которой каждый день звучат в сводках метеопрогноза.

Плотность водяного пара в воздухе называется его абсолютной влажностью

Относительная влажность — это отношение плотности водяного пара, содержащегося в воздухе, к плотности насыщенного пара при данной температуре, выраженное в процентах. (показывает, насколько водяной пар в воздухе близок к насыщению) или %

Относительную влажность воздуха измеряют психрометрами.

Если насыщенный пар находится в закрытом сосуде, то при его нагревании абсолютная влажность не меняется, а относительная уменьшается – и наоборот. Если его охладить, то пар сначала превратится в насыщенный, а затем сконденсируется.

Точка росы

Сухость или влажность воздуха зависит от того, насколько близок его водяной пар к насыщению.

Если влажный воздух охлаждать, то находящийся в нем пар можно довести до насыщения, и далее он будет конденсироваться.

Признаком того, что пар «насытился» является появление первых капель сконденсировавшейся жидкости - росы.

Температура, при которой насыщенный водяной пар конденсируется, называется точкой росы.

Точка росы – это температура, при которой начинает образовываться роса, т.е. температура до которой необходимо охладить воздух, что бы относительная влажность достигла 100%

Почему потеют окна, двери, стены? Почему покрываются конденсатом вещи, занесенные с холода в теплое помещение? Почему мокреют трубы холодной воды? - ответ один, температура поверхности предмета ниже температуры точки росы.

Была ли роса при охлаждении воздуха до некоторой температуры, надо найти температуру, при которой водяной пар конденсируется, т.е. точку росы. И если температура. до которой воздух охладился, окажется ниже точки росы, то роса была, а если –нет, то воздух еще недостаточно остыл.

Для определения точки росы существуют специальные таблицы.
Состояние насыщенного пара можно приближенно описать уравнением состояния идеального газа – уравнение Менделеева – Клапейрона

, где , тогда

По своим свойствам насыщенный пар отличается от идеального газа. Перечислим важнейшие его отличия:

1) При неизменной температуре плотность (концентрация) насыщенного пара не зависит от его объёма.

Пример: если пар изотермически сжимать, то его плотность в начальный момент возрастает, скорость конденсации превысит скорость испарения и часть пара конденсируется в жидкость – до тех пор, пока вновь не наступит динамическое равновесие, в котором плотность пара вернется к прежнему значению. Аналогичные процессы происходят при изотермическом расширении.

2) Давление насыщенного пара не зависит от его объёма. Это следует из того, что плотность насыщенного пара не зависит от объёма, а давление связано с плотностью. Закон Бойля – Мариотта не выполняется для насыщенного пара т. к. он получен из уравнения Менделеева – Клапейрона, где масса считается неизменной. (p=nkT)

3) При неизменном объёме плотность насыщенного пара растет с повышением температуры и уменьшается с понижением температуры. При увеличении температуры увеличивается скорость испарения жидкости, нарушается термодинамическое равновесие, увеличение количество пара будет происходить до тех пор, пока динамическое равновесие не восстановится. При понижении температуры скорость испарения жидкости уменьшается, пар конденсируется до тех пор, пока не восстановится динамическое равновесие, но уже с меньшим количеством пара.

Таким образом, при изохорном нагревании или охлаждении насыщенного пара его масса меняется, поэтому закон Шарля не выполняется.

4) Давление насыщенного пара растет быстрее, чем по линейному закону