I уровень. Познакомимся с параграфом

1. Влажность воздуха

Влажность воздуха – содержание в воздухе водяного пара. Его главные источники – испарение с поверхности океанов, морей, водоемов, влажной почвы и растений. Образовавшийся водяной пар переносится вверх турбулентностью и конвекцией, а в горизонта­льном направлении – ветром.

Под влиянием различных процессов водяной пар конденсируется, образуя туманы, облака, осадки.

В атмосфере в среднем содержится во­дяного пара. Сконденсировавшись, он мог бы образовать «слой осажденной воды» толщиной .

Количество водяного пара быстро убывает с пони­жением температуры. Поэтому для атмосферы типично уменьшение количества водяного пара от экватора к по­люсам и очень быстрое его уменьшение по мере увели­чения высоты над Землей. У поверхности Земли среднее содержание водяного пара по объему составляет у эква­тора , в полярных районах – . На высоте среднее содержание водяного пара уменьша­ется вдвое.

Для количественной оценки влажности воздуха ис­пользуются понятия:

абсолютная влажность – плотность водя­ного пара, находящегося в воздухе. Может измеряться также парциальным давлением пара – давлением в слу­чае, если бы пар один занимал весь объем: .

относительная влажность отношение парциального давления водяного пара, находящегося в воздухе при данной температуре, к давлению насы­щенных паров при той же температуре: .

точка росы – температура, при которой водяной пар становится насыщенным (пример – появление тумана).

Относительная влажность воздуха влияет на самочувствие человека и его здоровье, т.к. от влажности зависит интенсивность испарения. Высокая относительная влажность замедляет процесс испарения и не допускает охлаждения. Поэтому при низкой тем­пературе повышенная влажность обеспечивает удовлетворитель­ное состояние (при низких температурах интенсивность испаре­ния уменьшается), а при высокой температуре и большой влажности может наступить перегрев.

Большое значение имеет знание влажности в метеорологии – для предсказания погоды, а также во многих производствах: для нормального течения процесса необходима определенная влаж­ность.

2. Методы измерения влажности

Влажность воздуха экспериментально определяют с помощью приборов – гигрометров и психрометров.

На рисунке изображено устройство волосного гигрометра. Принцип его действия основан на свойстве обезжиренного воло­са изменять свою длину при изменении влажности воздуха: при увеличении влажности волос удлиняется, а при уменьшении – укорачивается.

При изменении влажности воздуха длина волоса меняется, блок поворачивается и связанная с ним стрелка перемещается по шкале.

Предварительно проградуировав прибор, мы можем по его по­казаниям непосредственно определить относительную влаж­ность воздуха. Волосной гигрометр используют в тех случаях, когда при определении влажности воздуха нет необходимости проводить очень точные измерения.

Конденсационный гигрометр предназначен для непосредствен­ного определения точки росы. Прибор состоит из металлической цилиндриче­ской камеры, передняя стенка (основание) которой зеркально отполирована. На корпус камеры в области ее отполирован­ного основания надето металлическое зеркально отполированное кольцо,изготовленное из того же материала, что и камера. Это кольцо отделено от камеры теплоизолирующей прокладкой.В камеру вставлен термометр и трубка, соединенная с рези­новым баллоном от пульверизатора. Камера наполовину за­полнена легко испаряющейся жидкостью – эфиром.Конец трубки погружен в эфир.

Закачивая в камеру воздух с по­мощью резинового баллона, мы вызыва­ем интенсивное испарение эфира, вслед­ствие чего стенки камеры сильно охлаж­даются.

При понижении температуры стенок до точки росы водяной пар, содержащий­ся в воздухе, на границе соприкосновения со стенками камеры начинает конденси­роваться и образует росу. Полированное основание камеры запотевает, в то время как поверхность охватывающего ее поли­рованного кольца, теплоизолированного от камеры, остается блестящей. Это по­зволяет точно установить момент начала конденсации и по показа­ниям термометра, вставленного в камеру, определить точку росы.

Психрометр состоит из двух одинаковых термо­метров, укрепленных на вертикальной стойке. Носик одного термометра обернут марлей, конец которой опущен в чашку с водой. Вследствие явления капиллярности вода по марле под­нимается вверх, поэтому марля всегда влажная. Носик второго термо­метра сухой. Он граничит непосредственно с воздухом.

При испарении воды из марли термометр охлаждается и его температура становится меньше температуры воздуха. Чем меньше относительная влажность воздуха, тем интенсивнее про­исходит испарение воды из марли и тем больше становится раз­ность температур мокрого и сухого термометров. Наоборот, с уве­личением относительной влажности воздуха испарение воды из марли замедляется и разность температур термометров уменьша­ется. При стопроцентной влажности вода вообще перестает испаряться и показания влажного и сухого термометров становятся одинако­выми.

В случаях, когда относительная влажность воздуха меньше по разности температур сухого и мокрого термометров с помощью специальных психрометрических таблиц можно опреде­лить относительную влажность воздуха.

Психрометр значительно точнее волосного гигрометра.