Температуру, при которой пар, находящийся в воздухе, становится насыщенным в процессе охлаждения, называют точкой росы
Абсолютная влажность.Воздух может быть сухой и влажный в зависимости от количества паров, находящихся при данной температуре в атмосфере.
Абсолютная влажность ρ показывает сколько граммов водяного пара содержится в воздухе объёмом 1 м3 при данных условиях, т.е. плотность водяного пара, измеряемого в г/м3 (в системе СИ: кг/м3).
Отностительная влажность.Для суждения о степени влажности важно знать, близок или далёк водяной пар, находящийся в воздухе, от состояния насыщения. Для этого вводят понятие относительной влажности.
Относительная влажность воздуха φ равна отношению абсолютной влажности воздуха ρ к плотности ρ0 насыщенного водяного пара при той же температуре:
(1)
Аналогично определяют относительную влажность воздуха через парциальное давление водяного пара. Относительная влажность воздуха φ равна отношению парциального давления водяного пара рпри данной температуре к давлению насыщенного пара р0 при этой же температуре:
(2)
Относительная влажность выражается в процентах.
Из формулы (1), зная отностительную влажность φ несложно найти величину абсолютной влажности:
(3).
Аналогично можно найти парциальное давление водяного пара при данной температуре из формулы (2):
(4).
Измерение влажности.Для измерения влажности воздуха используют измерительные приборы - гигрометры. Существуют несколько видов гигрометров, но основные: волосяной и психрометрический. Известно, что от относительной влажности воздуха зависит скорость испарения.
Чем меньше влажность воздуха, тем легче влаге испаряться. В психрометре есть два термометра. Один - обычный, его называют сухим. Он измеряет температуру окружающего воздуха. Колба другого термометра обмотана тканевым фитилем, пропитанным водой. Его называют влажным. Второй термометр показывает не температуру воздуха, а температуру влажного фитиля (отсюда и название). Этот термотметр будет показывать меньшую температуру, поскольку с волокон ткани происходит испарение молекул воды, а этот процесс сопровождается поглощением теплоты, что и приводит к охлаждению ткани и колбы влажного термомтера. Определив разность показаний сухого и увлажненного термометров , по специальной психрометрической таблице (Приложение 1), расположенной на психрометре, находят
значение относительной влажности.
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1
Определение относительной и абсолютной влажности воздуха
ХОД РАБОТЫ
1. Изучите устройство психрометра и принцип его действия.
2. Снимите показания сухого и смоченного термометров и определить разность их показаний.
3. Пользуясь психрометрической таблицей (Приложение 1), определите относительную влажность воздуха φ .
4. По формуле (3) найдите абсолютную влажность воздуха ρ. При этом значение ρ0 определите, воспользовавшись таблицей плотности насыщенного пара (Приложение 2).
5. По формуле (4) найдите парциальное давление пара р при данной температуре воздуха. Значение р0 определите также, воспользовавшись таблицей плотности насыщенного пара (Приложение 2).
6. Результаты измерений занести в таблицу:
| № | tсух | tвл | Δt | φ | ρ0 | ρ | р0 | р | ||
| °C | % | кг/м3 | Па | |||||||
| 1 | ||||||||||
| 2 | ||||||||||
| 3 | ||||||||||
КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ:
1. Какой пар называется насыщенным? Что такое динамическое равновесие; точка росы?
2. Почему показания смоченного термометра меньше, чем сухого?
3. Как, зная точку росы, можно определить парциальное давление?
4. Какое давление называется парциальным? Сформулируйте закон Дальтона.
РЕШИТЕ ЗАДАЧИ:
- Относительная влажность воздуха 78%. Каковы возможные показания сухого и влажного термометров психрометра Августа?
- Показания обоих термометров психрометра Августа одинаковы. Какова относительная влажность воздуха? Дайте письменное объяснение.
- Температура воздуха 14°С. Точка росы 9°С. Как вы это понимаете? Рассчитайте относительную влажность воздуха.
Пиложение 1. Психрометрическая таблица
| tсух, °С | Разность показаний сухого и влажного термометров: Δt = tсух – tвл, °С | ||||||||||||||||
| 0,0 | 0,5 | 1,0 | 1,5 | 2,0 | 2,5 | 3,0 | 3,5 | 4,0 | 4,5 | 5,0 | 5,5 | 6,0 | 6,5 | 7,0 | 7,5 | 8,0 | |
| Относительная влажность воздуха, % | |||||||||||||||||
Приложение 2. Плотность и давление насыщенного пара воды.
| Температура воздуха t, °C | Плотность нас. пара ρ0, кг/м3 | Давление нас. пара р0, Па |
| -5 | 3,25·10-3 | 0,401·103 |
| -4 | 3,53·10-3 | 0,437·103 |
| -3 | 3,83·10-3 | 0,463·103 |
| -2 | 4,14·10-3 | 0,517·103 |
| -1 | 4,49·10-3 | 0,563·103 |
| 4,85·10-3 | 0,611·103 | |
| 5,20·10-3 | 0,656·103 | |
| 5,57·10-3 | 0,705·103 | |
| 5,95·10-3 | 0,757·103 | |
| 6,37·10-3 | 0,813·103 | |
| 6,80·10-3 | 0,872·103 | |
| 7,27·10-3 | 0,935·103 | |
| 7,79·10-3 | 1,005·103 | |
| 8,28·10-3 | 1,072·103 | |
| 8,83·10-3 | 1,148·103 | |
| 9,41·10-3 | 1,227·103 | |
| 10,02·10-3 | 1,312·103 | |
| 10,67·10-3 | 1,401·103 | |
| 11,36·10-3 | 1,497·103 | |
| 12,08·10-3 | 1,597·103 | |
| 12,84·10-3 | 1,704·103 | |
| 13,65·10-3 | 1,817·103 | |
| 14,50·10-3 | 1,937·103 | |
| 15,39·10-3 | 2,062·103 | |
| 16,32·10-3 | 2,196·103 | |
| 17,32·10-3 | 2,337·103 | |
| 18,35·10-3 | 2,486·103 | |
| 19,44·10-3 | 2,642·103 | |
| 20,60·10-3 | 2,809·103 | |
| 21,81·10-3 | 2,984·103 | |
| 23,07·10-3 | 3,168·103 | |
| 24,40·10-3 | 3,361·103 | |
| 25,79·10-3 | 3,565·103 | |
| 27,26·10-3 | 3,780·103 |
.
РАБОЧИЙ ЛИСТ
Ф.И.О:____________________________ группа__________ дата ___________
Вариант № ____
ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1