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 р 0 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