Влажность воздуха и способы ее определения • 8 класс • Физика
Содержание
Вещества могут переходить из твердого состояния в жидкое, а из жидкого — в газообразное. Последнее превращение называют парообразованием, которое может проходить путем испарения или кипения.
Кипение происходит при определённой температуре для каждой жидкости. А вот испарение жидкости, напротив, происходит при любой ее температуре.
Значит, испарение на нашей планете происходит непрерывно: испаряется вода с поверхностей озер, океанов, рек, различной растительности и т. д. Вследствие этого воздух в нашей атмосфере всегда содержит в себе водяные пары.
Влажность — это понятие, которое характеризует содержание водяного пара в атмосфере. На данном уроке мы разберем понятия абсолютной и относительной влажности воздуха, точки росы, познакомимся с приборами для измерения влажности воздуха.
Абсолютная и относительная влажность
Количество водяных паров в воздухе при определенной температуре определяет степень влажности.
3}$.
Степень влажности определяется фактором того, насколько водяной пар близок или далек от состояния насыщения.
- Чем больше в воздухе водяных паров, тем ближе пар к состоянию насыщения
- Чем выше температура воздуха, тем большее количество водяных паров требуется для его насыщения
Вспомним: насыщенным называют пар, который находится в динамическом равновесии со своей жидкостью. Число молекул, вылетающих из жидкости, становится равно числу молекул, возвращающихся в нее.
Соответственно, зная только абсолютную влажность, нельзя сказать сухой это воздух или влажный, насколько он близок к состоянию насыщения.
Чаще всего водяной пар, содержащийся в воздухе, является ненасыщенным. Если бы водяной пар в воздухе был всегда насыщенным, то все, что находится на земной поверхности, никогда бы не высыхало.
Относительная влажность воздуха $\varphi$ — это отношение абсолютной влажности воздуха $\rho$ к плотности $\rho_0$ насыщенного водяного пара при той же температуре, выраженной в процентах.
$\varphi = \frac{\rho}{\rho_0} \cdot 100 \%$.
Т.е., относительная влажность характеризует процентное содержание влаги в воздухе. Наиболее благоприятной для человека считается относительная влажность воздуха $40-60 \%$.
{"questions":[{"content":"Абсолютная влажность воздуха - это[[choice-1]]","widgets":{"choice-1":{"type":"choice","options":["плотность водяного пара при данных условиях","отношение относительной влажности к плотности насыщенного водяного пара при тех же условиях","масса водяного пара при данных условиях"],"answer":[0]}}}]}Чтобы в полной мере научиться пользоваться приведенными выше формулами, загляните в урок на решение задач по данной теме.
Точка росы
В любом случае в воздухе находится водяной пар. Если мы будем понижать температуру воздуха, то при определенной температуре сможем довести пар, содержащийся в нем, до состояния насыщения.
Если после этого продолжать снижать температуру, то пар начнет конденсироваться.
В итоге, образуется туман, и выпадают капельки росы. Здесь у нас появляется еще одна новая величина, которая тоже характеризует влажность воздуха, — точка росы.
Точка росы — это температура, при которой пар, находящийся в воздухе, становится насыщенным.
{"questions":[{"content":"Туман и капельки росы образуются при[[choice-1]]","widgets":{"choice-1":{"type":"choice","options":["высокой влажности воздуха","при сильном понижении температуры","снижении температуры воздуха ниже той, при которой содержащийся в нем пар становится насыщенным"],"explanations":["","Разность температур может быть и небольшой. Важна точка росы.","Т.е., при температуре ниже точки росы."],"answer":[2]}}}]}Влажность воздуха измеряют с помощью специальных приборов: конденсационных и волосных гигрометров и психрометров.
Конденсационный гигрометр
Рассмотрим устройство и принцип работы конденсационного гигрометра (рисунок 1). С помощью него можно определить абсолютную влажность воздуха по точке росы.
В его основе — небольшая металлическая коробка 1. Ее передняя стенка 2 окружена кольцом 3. Поверхности этих элементов хорошо отполированы. Между ними помещена теплоизолирующая прокладка 4. К самой коробке присоединена резиновая груша 5. Внутрь коробки вставлен термометр 6.
Заполним коробку, например, эфиром. Вы уже знаете, что эта жидкость достаточно быстро испаряется. Начнём продувать воздух через коробку с помощью груши. Так мы ускорим испарение эфира, коробка быстро охладится. Вскоре на полированной поверхности появятся капельки росы.
Отметим температуру, которая наблюдается в данный момент. Так мы определили точку росы. Именно в этот момент пар стал насыщенным.
Далее, используя специальные таблицы, можно определить абсолютную влажность воздуха.
Вид обычного лабораторного гигрометра представлен на рисунке 2.
Волосной гигрометр
Из названия этого прибора можно догадаться, что где-то в его устройстве присутствует волос. И, действительно, действие волосного гигрометра (рисунок 3) основано на одном интересном свойстве человеческого волоса. Дело в том, что при увеличении относительной влажности воздуха волос удлиняется.
Рисунок 3. Волосной гигрометрНа шкале этого прибора уже отмечены величины относительной влажности воздуха. При увеличении относительной влажности волос удлиняется, а при уменьшении — укорачивается. При этом стрелка двигается вдоль шкалы, указывая на величину относительной влажности воздуха.
Психрометр
Психрометр (от латинского психрос — холодный, метрио — измерять) представлен на рисунке 4.
Рисунок 4. ПсихрометрЭтот прибор состоит из двух термометров. Конец одного из них обмотан тканью и опущен в воду. Вода испаряется, термометр охлаждается. Термометры будут показывать разные значения.
Испарение проходит менее интенсивно при большой относительной влажности, и более интенсивно при малой относительной влажности.
Чтобы оценить ее, нужно зафиксировать разность температур на термометрах. Для них также существуют специальные таблицы, из которых можно узнать величину относительной влажности воздуха.
{"questions":[{"content":"Чем больше относительная влажность воздуха, тем [[fill_choice-1]] интенсивно идет испарение.","widgets":{"fill_choice-1":{"type":"fill_choice","options":["менее","более"],"answer":0}}}]}Влажность в окружающем мире
Влажность воздуха важна как в природе, так и в быту человека. Изначально, наше самочувствие часто зависит от этого показателя. Ведь интенсивность испарения влаги с нашего кожного покрова определяется влажностью воздуха. Низкая влажность может приводить к пересыханию слизистых оболочек, проблемам с кожей и волосами, а очень высокая — к ухудшению общего физического состояния.
Влажность воздуха влияет на теплообмен многих организмов с окружающей средой, на жизнь животных и растений. Когда люди выращивают растения в теплицах или оранжереях, им необходимо знать и контролировать влажность воздуха.
Таким образом поддерживается нужный режим для их роста и жизнедеятельности.
Значение влажности воздуха играет большую роль в метеорологи для прогнозов погоды. При работе различной техники важно учитывать влажность — при высоких показателях быстрее возникает коррозия. При хранении важных произведений искусств и книг также следят за влажностью.
Психрометры. Измерение влажности, температуры, микровлажности, определение точки росы.
Психрометр (гигрометр психрометрический) — прибор для измерения влажности воздуха и его температуры.
Влажность воздуха — важный показатель, от которого зависит нормальная жизнедеятельность организма. Любые колебания этого параметра в большую или меньшую сторону могут привести к ухудшению самочувствия человека и стать причиной частых заболеваний, сухости в носу, слезоточивости глаз, повышения артериального давления и т.д.
Кроме того, влажность влияет на бесперебойное функционирование техники, поскольку большинство приборов настроены под определенные показатели.
Также влажность важна в некоторых промышленных и торговых сферах, в которых многие материалы (бумага, ткани, пластмассы, овощи, фрукты и т.д.) являются гигроскопичными, то есть обладают способностью менять свои свойства в сухом воздухе.
Влагосодержание в газе — параметр, играющий значительную роль для обеспечения качества и необходимых характеристик высокотехнологичных технических и промышленных процессов.
Температура точки росы газа (точка росы) — значение температуры газа, при которой водяной пар, содержащийся в газе, охлаждаемом изобарически, становится насыщенным над плоской поверхностью воды.
Точка росы — это температура воздуха, при которой содержащийся в нём пар достигает состояния насыщения и начинает конденсироваться в росу.
В строительстве согласно СП 50.13330.2012 п. Б.24 точка росы — температура, при которой начинается образование конденсата в воздухе с определённой температурой и относительной влажностью.
Точка росы определяется относительной влажностью воздуха. Чем выше относительная влажность, тем точка росы выше и ближе к фактической температуре воздуха. Чем ниже относительная влажность, тем точка росы ниже фактической температуры. Если относительная влажность составляет 100 %, то точка росы совпадает с фактической температурой.
При значениях точки росы свыше 20 °C большинство людей чувствуют дискомфорт, воздух кажется душным; свыше 25 °C люди с болезнями сердца или дыхательных путей подвергаются опасности, — однако подобные значения наблюдаются крайне редко даже в тропических странах.
Точка росы воздуха — важнейший параметр при антикоррозионной защите, говорит о влажности
Значения точки росы в °C для ряда ситуаций определяют с помощью пращевого психрометра и специальных таблиц. Сначала определяют температуру воздуха, затем влажность, температуру подложки и с помощью таблицы Точки росы определяют температуру, при которой не рекомендуется наносить покрытия на поверхность.
|
М-34М психрометр аспирационный электрический для определения относительной влажности и температуры воздуха в наземных условиях в помещениях и на открытом воздухе Тип психометра: аспирационный, психрометрический Диапазон измерений психометра: от -25 до 50°С (температура воздуха), от -10 до 50°С (температура «смоченного» термометра), от 10 до 100% (отн.  влажность воздуха)Единицы измерения: °С, % Функция измерения точки росы: нет Питание: от сети 220 В, 50 Гц Габаритные размеры: 105х105х400 мм Масса психометра: 1,3 кг >>>Подробно |
МВ-4-2М психрометр аспирационный механический для определения относительной влажности и температуры воздуха в наземных условиях в помещениях и на открытом воздухе Тип психометра: аспирационный, психрометрический Диапазон измерений психометра: от -25 до 50°С (температуры), от -10 до 50°С (температура «смоченного» термометра), от 10 до 100% (отн.влажности воздуха) Единицы измерения: °С, % Функция измерения точки росы: нет Габаритные размеры: 105х105х420 мм Масса психометра: 1,2 кг >>>Подробно |
Доставка приборов осуществляется по территории Российской Федерации посредством транспортных компаний Деловые Линии и ЖелДорЭкспедиция, в отдельных случаях — службами доставки Даймекс или PONY EXPRESS.
На всю представленную продукцию распространяются гарантийные обязательства Завода — Изго
товителя.Влажность, точка росы и температура – Blackhawk Supply
Вы хотите рассчитать относительную влажность, точку росы или температуру воздуха? Вы пришли в нужное место! Наш онлайн-калькулятор влажности и точки росы может определить предполагаемый уровень водяного пара и росы в вашей среде. Мы также объясним, как точка росы и температура в помещении влияют на влажность, и научим вас рассчитывать относительную влажность с помощью всего нескольких формул.
Калькулятор точки росы, температуры и относительной влажности- Фаренгейт (ºF) / Цельсий (ºC)
- Температура — Т (°)
- Точка росы — Td (°)
- Относительная влажность — RH (%)
Температурная шкала по Фаренгейту Цельсия
Пожалуйста, заполните любые 2 поля ниже и нажмите «Рассчитать».
Полученное значение появится в пустом поле.
Температура T (°)
Точка росы Td (°)
Относительная влажность RH (%)
Как пользоваться онлайн-калькулятором влажности и точки росы
Наш калькулятор относительной влажности, температуры воздуха и точки росы поможет вам определить оптимальные значения для вашей окружающей среды. Вот как его использовать:
Выберите тип температурной шкалы (градусы Фаренгейта: ºF; Цельсия: ºC).
Введите значения точки росы (Td) и относительной влажности (RH).
Нажмите «Рассчитать», чтобы получить оценку необходимого значения.
Звучит сложно? Давайте разберем основы.
Что такое влажность (относительная, абсолютная и удельная)?
Влажность – это количество водяного пара, содержащегося в воздухе. Более высокие уровни содержания воды в воздухе приводят к туману и осадкам. Что еще более важно, высокий уровень влажности может вызвать конденсацию и образование плесени, которые могут воздействовать на респираторную систему человека или повредить физические объекты.
Вот почему знание того, как рассчитать влажность, имеет решающее значение для библиотек, музеев, архивов и медицинских учреждений.
Температура имеет решающее значение для влажности и качества воздуха в помещении. Теплый воздух может обрабатывать больше влаги, чем более холодный воздух. Например, вода может конденсироваться, если воздух в помещении холоднее по сравнению с температурой наружного воздуха. И наоборот, воздух становится более сухим, если ваш кондиционер обогревает вашу комнату, когда на улице мороз.
Калькуляторы влажности и температуры работают на основе абсолютной, относительной и удельной влажности. Рассмотрим каждый тип:
Абсолютная влажность . Абсолютная влажность относится к точному количеству водяного пара в воздухе, независимо от текущей температуры. Этот показатель измеряется в граммах пара на кубический метр объема воздуха.
Удельная влажность . Удельная влажность показывает, сколько граммов водяного пара содержится в килограмме воздуха.
Относительная влажность . Это значение показывает, сколько воды находится в воздухе по сравнению с максимальным количеством водяного пара, которое он может удерживать при определенной температуре. Относительная влажность также может быть выражена как отношение давления пара к давлению насыщенного пара. Относительная влажность выражается в процентах воды (относительно температуры воздуха).
Относительная влажность (RH) является наиболее полезным индикатором влажности для насыщения воздуха. Метеорологи полагаются на относительную влажность для прогнозирования погоды (например, мороза, осадков, тумана и других условий).
В зависимости от уровня относительной влажности в помещении может образовываться роса и плесень. Например, относительная влажность 50% означает, что для насыщения воздуха требуется в 2 раза больше воды. Сверхнизкий уровень влажности приводит к кашлю, раздражению глаз и проблемам с дыханием.
С другой стороны, 100% относительная влажность может привести к образованию росы и плесени.
Профессионалы используют гигрометры для измерения значений относительной влажности. Кроме того, вы можете узнать, как рассчитать относительную влажность по температуре и точке росы, прочитав ниже.
Как измерить относительную влажность
Для измерения относительной влажности можно использовать различные инструменты, известные как гигрометры. Психрометр работает, измеряя разницу между температурой сухого и смоченного термометров. Волосные гигрометры измеряют соотношение между относительной влажностью и длиной волос. Электронные гигрометры емкостного типа обнаруживают изменения емкости датчика, когда он поглощает влагу. И, наконец, гигрометры точки росы с охлаждаемым зеркалом измеряют температуру точки росы для расчета относительной влажности.
Каков идеальный уровень влажности в помещении?
Обычно наиболее комфортной считается влажность 30-50%.
Если воздух насыщен влажностью выше 50%, он будет казаться более горячим, чем он есть на самом деле. Высокая влажность также приводит к росту плесени и может вызвать серьезные проблемы со здоровьем. Чтобы лучше понять, как контролировать качество воздуха в помещении, прочитайте нашу статью с советами по контролю влажности .
Что такое точка росы?
Точка росы означает температуру воздуха, необходимую для достижения 100% относительной влажности (RH). При таком уровне насыщения воздуха вода будет конденсироваться и переходить в жидкую форму, что приводит к образованию росы.
Точка росы зависит от содержания воды в воздухе. Влажность вызывает повышение точки росы, а относительная влажность 100 % означает, что точка росы равна температуре.
Другими словами, точка росы относится к точке, при которой воздух больше не может удерживать водяной пар.
Таким образом, при понижении температуры воздуха газообразная вода превращается в жидкость. Это означает, что при повышении температуры относительная влажность уменьшается, и наоборот.
Итак, зачем вам знать о расчете точки росы и температуры воздуха? Роса сама по себе не опасна, так как это в основном конденсированная вода. Вы часто видите росу на траве или цветах после туманного дня.
Однако роса часто приводит к образованию плесени и мокрых ламп в вашем доме, что может повлиять на ваш комфорт и здоровье. Более низкая точка росы означает, что влажность в помещении препятствует испарению пота с тела, что затрудняет охлаждение. Это может вызвать раздражение кожи или высушить дыхательные пути.
Одного измерения относительной влажности недостаточно для улучшения качества воздуха в помещении. Вам необходимо поддерживать правильный уровень относительной влажности и температуры в помещении по отношению к точке росы.
Значение точки росы можно определить с помощью специальных устройств, называемых измерителями точки росы.
Если у вас нет доступа к этому оборудованию, самым простым способом будет использование онлайн-калькулятора относительной влажности. Кроме того, вы можете рассчитать точку росы по значениям относительной влажности и температуры, используя приведенные ниже формулы.
Как рассчитать относительную влажность и точку росы?
Относительная влажность, точка росы и температура взаимосвязаны. Вы можете легко рассчитать точку росы по относительной влажности и температуре. Однако определение относительной влажности требует дополнительных данных.
Формула расчета относительной влажности
Существует несколько способов расчета относительной влажности. Вот некоторые формулы, которые вы можете использовать:
В этом уравнении RH означает относительную влажность, E – количество водяного пара, а Es – количество воды, которое было бы в воздухе при равной температуре и уровне давления.
Td относится к точке росы, а T относится к температуре воздуха в этом уравнении.
Здесь AH означает абсолютную влажность, а AHmax 9 равно 2,71828.
Формула расчета точки росы
Точку росы легко рассчитать, если известны относительная влажность и температура.
В этом уравнении Td — точка росы, а RH — относительная влажность.
Важное примечание : результаты будут в градусах Цельсия. Для расчета точки росы в градусах Фаренгейта используйте следующую формулу:
ºF = (°C × 9/5) + 32
Однако вы всегда можете воспользоваться нашим калькулятором температуры точки росы, который показывает результаты в градусах Фаренгейта и Цельсия.
Заключение
Для поддержания качества воздуха в помещении необходимо знать уровень влажности и точку росы.
К счастью, вы можете легко определить эти значения с помощью нашего калькулятора DP и относительной влажности. Мы также надеемся, что наши формулы научили вас самостоятельно рассчитывать точку росы с температурой и влажностью (и наоборот).
Вы хотите обеспечить наилучшее качество воздуха в вашем доме или офисе? Взгляните на наш выбор продуктов HVAC, которые помогут вам улучшить качество воздуха в вашем помещении! И не стесняйтесь обращаться к Blackhawk Supply, если вы не нашли то, что ищете!
Теплоснабжение Увлажнители Датчики влажности Датчики морозильной камерыКак определить относительную влажность
••• изображение экстремальных погодных условий от Calin Tatu из Fotolia.com
9001 9 Обновлено 25 апреля 2017 г.Автор: Robin McDaniel
При выполнении школьного научного эксперимента или другого проекта, связанного с погодой, может быть полезно знать относительную влажность и способы ее измерения. Относительная влажность (RH) — это количество водяного пара в воздухе, выраженное в форме отношения, по сравнению с тем, сколько воды может фактически содержать воздух.
Относительная влажность постоянно меняется. Он зависит от переменных факторов, таких как температура, точка росы и насыщенность воздуха.
- Термометры с шариками
- Муслиновая ткань
- Вода
- Психрометрическая логарифмическая линейка или калькулятор
- Психрометрический график
Результаты расчета относительной влажности могут отличаться от фактических значений на 10% и более из-за индивидуальных особенностей.
Получите два стеклянных термометра с круглыми цилиндрическими колбами и шкалой Фаренгейта. Поместите их на устойчивую поверхность, где они свободно стоят и подвергаются воздействию воздуха.
Найти температуру воздуха по сухому термометру. Поскольку количество водяного пара в воздухе увеличивается с температурой, вам необходимо знать температуру воздуха, чтобы найти относительную влажность. Используйте термометр, установленный в нейтральном, сухом месте, защищенном от прямых солнечных лучей, чтобы определить температуру воздуха.
Измерьте температуру смоченного термометра, обернув грушу термометра влажным муслиновым материалом и позволив воздуху проходить нормально. Испарение из смоченного термометра помогает определить уровень влажности воздуха.
Определите точку росы с помощью графика, психрометрической логарифмической линейки, калькулятора или психрометрических таблиц.
Подставьте показания влажного и сухого термометров, чтобы найти относительную влажность.
Применение формул для определения относительной влажности. Преобразуйте градусы Фаренгейта в градусы Цельсия, используя формулу Tc=5,0/9,0x(Tf-32,0) или (4) Tdc=5,0/9,0x(Tdf-32,0). Tc означает температуру по Цельсию. Tf представляет Фаренгейта. Tdc – точка росы по Цельсию. Tdf означает точку росы по Фаренгейту. После этого рассчитайте фактическое давление и давление насыщенного пара по формуле 6,11×10,0x(7,5xTc/(237,7+Tc)) для фактического давления пара и 6,11×10,0x(7,5xTdc/(237,7+Tdc)) для насыщенного пара. давление.
Разделите фактическое давление пара на давление насыщенного пара и умножьте на 100, чтобы получить процентное значение по формуле Относительная влажность (в процентах) = фактическое давление пара/давление насыщенного пара x100. Полученное число указывает на относительную влажность.
