Важная характеристика, или какова относительная влажность воздуха, насыщенного водяным паром

Содержание водяных паров[править]

Абсолютной влажностью воздуха называется количество водяного пара в г, содержащегося в 1 м3 воздуха. Абсолютная влажность измеряется количеством водяного пара во влажном воздухе (ϒn — г/м3).


Таблица 6.2. Абсолютная влажность насыщенного воздуха при разных температурах

tC
ϒн, г/м3
tC
ϒн,г/м3
tC
ϒн,г/м3
-15
1,39
25
23,03
65
161,05
-10
2,14
30
30,36
70
197,95
-5
3,24
35
39,59
75
241,65
4,84
40
51,13
80
292,99
5
6,80
45
65,42
85
353,23
10
9,40
50
82,94
90
428,07
15
12,82
55
104,28
95
504,11
20
17,29
60
130,09
99,4
586,25

Влагосодержание воздуха – это масса водяных паров в граммах (W), содержащихся в смеси, отнесенное к массе сухого воздуха в кг. Влагосодержание (d) определяется из соотношения\ , г/кг

или через соответствующие парциальные давления водяных паров Рп и сухой части воздуха Рв\, г/кг

или

\(d=622*\frac{P_п}{P_н-P_п}\), г/кг

где: Рн = Рп + Рв .

Влагоемкостью называется влагосодержание 1 кг воздуха в насыщенном состоянии, выраженное через парциальные давления\ , г/кг

Относительная влажность воздуха (степень насыщения влагой) – это отношение абсолютной влажности данного (ненасыщенного) воздуха к абсолютной влажности насыщенного воздуха при той же температуре:

ϕ = γn / γн * 100, %

или отношение парциального давления водяных паров в воздухе к парциальному давлению (Рн) водяных паров при той же температуре и полном насыщении воздуха:

ϕ = Pn / Pн * 100, %

Температурой точки росы называется наинизшая температура, до которой можно охлаждать воздух при постоянном влагосодержании. Дальнейшее понижение температуры вызывает конденсацию.


Таблица 6.3. Объем влажного воздуха на 1 кг сухого при Р=99,3 кПа (745 мм рт.ст.) (Vм3/кг сухого воздуха)

t°C      
ϕ, %
       
  100 90 80 70 60 50 40 30
1 2 3 4 5 6 7 8 9
-15
0,747
0,747
0,747
0,747
0,747
0,746
0,746
0,746
-10
0,762
0,762
0,762
0,762
0,762
0,761
0,761
0,761
-5
0,778
0,778
0,777
0,777
0,777
0,776
0,776
0,776
0,794
0,794
0,793
0,793
0,792
0,792
0,791
0,791
5
0,811
0,81
0,809
0,809
0,808
0,807
0,806
0,806
10
0,828
0,827
0,826
0,825
0,824
0,823
0,822
0,821
15
0,847
0,846
0,844
0,843
0,841
0,84
0,838
0,837
20
0,867
0,865
0,863
0,861
0,859
0,857
0,855
0,853
30
0,915
0,911
0,907
0,903
0,899
0,895
0,891
0,887
40
0,977
0,97
0,962
0,954
0,947
0,94
0,933
0,925
50
1,07
1,05
1,04
1,02
1,01
0,966
0,983
0,97
60
1,2
1,17
1,15
1,12
1,09
1,07
1,05
1,02
70
1,44
1,38
1,32
1,27
1,22
1,17
1,13
1,09
80
1,95
1,79
1,65
1,53
1,43
1,34
1,26
1,19
90
3,57
2,88
2,42
2,08
1,83
1,63
1,47
1,33
100
10,9
5,45
3,63
2,72
2,17
1,81
1,55
120
11,5
5,73
3,82
2,86
2,28
1,9
1,63
140
12
6,01
4,01
3
2,4
2
1,71
160
12,6
6,3
4,19
3,14
2,51
2,09
1,79
180
13,2
6,58
4,38
3,29
2,63
2,19
1,87
200
13,7
6,86
4,57
3,43
2,74
2,28
1,96


Таблица 6.4. Физические свойства насыщенного воздуха при атмосферном давлении Рн=101,325 кПа (760 мм рт. ст.)

t °C
Плотность

насыщенного воздуха, ρ, кг/м3
Парциальное давление насыщающих водяных паров –Рв.п., кПа (мм рт. ст.)
Количество водяных паров, содержащихся в 1кг насыщенного воздуха – d, г t °C Плотность насыщенного

воздуха – ρ, кг/м3
Парциальное давление насыщающих водяных паров –
Рв.п., кПа

(мм рт. ст.)

Количество водяных паров, содержащихся в 1кг насыщенного воздуха – d, г
1 2 3 4 5 6 7 8
-20
1,396
0,103(0,77)
0,80
45
1,110
9,584(71,88)
60,6
-15
1,368
0,165(1,24)
1,19
50
1,093
12,335(92,51)
79,0
-10
1,342
0,260(1,95)
1,78
55
1,076
15,733(118,00)
102,3
-5
1,317
0,401(3,01)
2,58
60
1,060
19,920(149,4)
131,7
1,293
0,611(4,58)
3,88
65
1,044
25,000(187,5)
168,9
5
1,270
0,872(6,54)
5,05
70
1,029
31,160(233,7)
216,1
10
1,248
1,228(9,21)
7,50
75
1,014
38,547(289,1)
276,0
15
1,226
1,705(12,79)
10,50
80
1,000
47,347(355,1)
352,8
20
1,205
2,337(17,53)
14,4
85
0,986
57,813(433,6)
452,1
25
1,185
3,168(23,76)
19,5
90
0,973
70,107(525,8)
582,8
30
1,165
4,243(31,82)
26,3
95
0,959
84,52(633,9)
757,6
35
1,146
6,424(48,18)
35,0
100
0,947
101,325(760,0)
1000,0
40
1,128
6,709(55,32)
46,3

Чем опасен сухой и влажный микроклимат

О состоянии воздуха жители отдельных квартир задумываются чаще всего в отопительный сезон. Именно в холодное время года, при закрытых форточках и работающих нагревательных приборах, появляется дискомфорт, связанный с сухостью воздуха. Однако переизбыток влаги тоже плохо отражается на самочувствии обитателей дома, провоцируя усиление аллергии, развитие бронхита, астмы, других болезней дыхательных путей. В таблице описано, чем грозят сухость воздуха и повышенная влажность.

Таблица — Влияние избытка и недостатка влаги в воздухе на здоровье человека

Отклонение от нормы Физическое проявление
Недостаток — Шелушение, раздражение кожи;
— ломкость ногтей, волос;
— воспаление, покраснение глаз;
— головокружение, головная боль;
— развитие аллергии «на пыль»;
— ослабление иммунитета,
— усиление восприимчивости к инфекциям
Переизбыток — Создание условий для развития грибка;
— ощущение сырости;
— возникновение частых приступов мигрени;
— снижение работоспособности;
— появление вялости, апатии

Пониженная влажность неблагоприятно отражается на растениях в доме — от сухости листья желтеют, опадают. Деревянные изделия, паркет, музыкальные инструменты сильно пересушиваются, деформируются. Лаковые покрытия теряют свою привлекательность.

Точка росы — это… Что такое Точка росы?

Температура точки росы газа (точка росы) — это значение температуры газа, ниже которой водяной пар, содержащийся в газе, охлаждаемом изобарически, становится насыщенным над плоской поверхностью воды.

На приведённой диаграмме представлено максимальное содержание водяного пара в воздухе на уровне моря в зависимости от температуры. Чем выше температура, тем выше равновесное парциальное давление пара.

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.

Формула для приблизительного расчёта точки росы в градусах Цельсия (только для положительных температур):

где

Точка росы воздуха — важнейший параметр при антикоррозионной защите, говорит о влажности и возможности конденсации. Если точка росы воздуха выше, чем температура подложки (субстрат, как правило поверхность металла), то на подложке будет иметь место конденсация влаги.

Краска, наносимая на подложку с конденсацией, не достигнет должной адгезии, за исключением случаев использования красок, разработанных по специальной рецептуре (Справку можно получить в Технологической карте продукта или покрасочной спецификации).

Таким образом, последствием нанесения краски на подложку с конденсацией будет плохая адгезия и образование дефектов, таких как шелушение, пузырение и др., приводящее к преждевременной коррозии и/или обрастанию.

Определение точки росы

Значения точки росы в градусах °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.

Если вы не можете найти точно ваши показания на пращевом психрометре, то найдите один показатель на одно деление выше по обеим шкалам, как относительной влажности, так и температуры, а другой показатель соответственно на одно деление ниже и интерполируйте необходимое значение между ними. Стандарт ISO 8502-4 используется для определения относительной влажности и точки росы на стальной поверхности, подготовленной для окраски.

Таблица температур

Значения точки росы (°С) в разных условиях приведены в таблице.

Относительная влажность %
20 −20 −18 −16 −14 −12 −9,8 −7,7 −5,6 −3,6 −1,5 −0,5
25 −18 −15 −13 −11 −9,1 −6,9 −4,8 −2,7 −0,6 1,5 3,6
30 −15 −13 −11 −8,9 −6,7 −4,5 −2,4 −0,2 1,9 4,1 6,2
35 −14 −11 −9,1 −6,9 −4,7 −2,5 −0,3 1,9 4,1 6,3 8,5
40 −12 −9,7 −7,4 −5,2 −2,9 −0,7 1,5 3,8 6,0 8,2 10,5
45 −10 −8,2 −5,9 −3,6 −1,3 0,9 3,2 5,5 7,7 10,0 12,3
50 −9,1 −6,8 −4,5 −2,2 0,1 2,4 4,7 7,0 9,3 11,6 13,9
55 −7,9 −5,6 −3,3 −0,9 1,4 3,7 6,1 8,4 10,7 13,0 15,3
60 −6,8 −4,4 −2,1 0,3 2,6 5,0 7,3 9,7 12,0 14,4 16,7
65 −5,8 −3,4 −1,0 1,4 3,7 6,1 8,5 10,9 13,2 15,6 18,0
70 −4,8 −2,4 0,0 2,4 4,8 7,2 9,6 12,0 14,4 16,8 19,1
75 −3,9 −1,5 1,0 3,4 5,8 8,2 10,6 13,0 15,4 17,8 20,3
80 −3,0 −0,6 1,9 4,3 6,7 9,2 11,6 14,0 16,4 18,9 21,3
85 −2,2 0,2 2,7 5,1 7,6 10,1 12,5 15,0 17,4 19,9 22,3
90 −1,4 1,0 3,5 6,0 8,4 10,9 13,4 15,8 18,3 20,8 23,2
95 −0,7 1,8 4,3 6,8 9,2 11,7 14,2 16,7 19,2 21,7 24,1
100 0,0 2,5 5,0 7,5 10,0 12,5 15,0 17,5 20,0 22,5 25,0

Диапазон комфорта

Человек при высоких значениях точки росы чувствует себя некомфортно. В континентальном климате условия с точкой росы между 15 и 20 °C доставляют некоторый дискомфорт, а воздух с точкой росы выше 21 °C воспринимается как душный. Нижняя точка росы, менее 10 °C, коррелирует с более низкой температурой окружающей среды, и тело требует меньшего охлаждения. Нижняя точка росы может пойти вместе с высокой температурой только при очень низкой относительной влажности.

более 26 крайне высокое восприятие, смертельно опасно для больных астмой 65 и выше
24—26 крайне некомфортное состояние 62
21—24 очень влажно и некомфортно 52—60
18—21 неприятно воспринимается большинством людей 44—52
16—18 комфортно для большинства, но ощущается верхний предел влажности 37—46
13—16 комфортно 38—41
10—12 очень комфортно 31—37
менее 10 немного сухо для некоторых 30
  1. ↑ РМГ 75-2004 76 «Измерения влажности веществ. Термины и определения»

Другие врожденные защитные механизмы

Прямая клиренсация патогена при фагоцитозе или выработке свободных радикалов, играет важную роль в качестве неспецифического иммунного ответа. Сезонные колебания дневного светового периода модулируют физиологическую активность различных видов млекопитающих через выработку мелатонина. Воздействие на сибирских хомячков короткого светового дня (8 ч) снизило фагоцитотическую активность и РВК-производство гранулоцитами и моноцитам по сравнению с воздействием длинного светового дня (16 ч). Напротив, короткий световой период увеличивал естественную цитотоксичность клеток-киллеров. Биосинтез витамина D также модулируется солнечным светом. В течение зимнего сезона витамин D находится в дефиците и это обычное явление. Полученные макрофаги из культуры костного in vitro, взятых от мышей с дефицитом витамина D, имеют нарушения в созревании, а также в выработке поверхностного антигена, лизосомальных ферментов и выработке H2O2. В целом, эти данные говорят о коротком световом дне как о факторе, способствующем нарушению врожденных иммунных реакций в зимний период.

Влажность пород древесины

От породы дерева зависит реакция пиломатериала на атмосферные явления, способность впитывать влагу и испарять ее. Одни деревья более устойчивы к влаге, другие абсолютно не переносят влажного климата и обработки при помощи воды, третьи быстро наполняются и легко сушатся.

Менее всех подвержены изменениям при влажном климате дуб и мербау. Бук и груша впитывают воду активно и также легко высушиваются. Теми же свойствами обладает кемпас.

Те рыхлые по структуре деревья, которые легко сушатся, могут быстро пересушиться и тогда на них появятся трещины, сколы. Плотные породы, менее подверженные воздействию влаги, не меняют своих свойств под воздействием воды. У хвойных пород изначально древесина более влажная, чем у лиственных. Причем показатель растет ближе к центральной части ствола, а у лиственных деревьев по всему стволу одинаковые проценты.

В некоторых столярных работах используют воду, чтобы придать материалу необходимую форму. Это называется столярной влажностью, и ее показатель колеблется в пределах 6-8%. При таких условиях материал проще точить, резать, шлифовать и пр. Сухая древесина проще склеивается, не подвержена загниванию, слабо коробится.

Если материал изначально мокрый или свежесрубленный с высоким процентом влаги, его необходимо немного подсушить перед транспортировкой, иначе он просто может не доехать до пункта назначения. Транспортная влажность пиломатериалов составляет 18-20%. Перед тем как погрузить такой пиломатериал и отправить транспортом, его вылеживают на улице примерно 2,5 месяца. Для ускорения процесса были придуманы специальные сушильные камеры, и сушка сократилась до 5 дней. После достижения необходимых показателей древесина становится устойчивой к атмосферным проявлениям и сохраняет свои габариты до прибытия на дальнейшую обработку.

Усредненная естественная влажность пиломатериалов
Класс растений Название породы  Усредненный % влажности
Хвойные Пихта 100
Ель 91
Сосна обычная 88
Сосна кедровая 92
Лиственница 82
Лиственные плотные Ясень маньчжурский 79
Ясень обыкновенный 36
Граб 60
Береза 78-68
Бук 64
Дуб 50
Вяз 80
Лиственные рыхлые Ольха 84
Осина 82
Тополь 92
Ива 85
Липа 60

Параметры влажного воздуха

Но мы, наверное, уже далеко забрались, так и не объяснив, что такое влагосодержание, энтальпия и уж тем более парциальное давление водяного пара. Начнём с простого. Касательно температуры и давления вопросов, я думаю, не возникает.

Воздух, не содержащий водяного пара, называется сухим. Если сухому воздуху показать каплю воды, он мгновенно её испарит и станет влажным. Итак, — это отношение массы воды к массе сухого воздуха, в котором эта вода испарилась. Однако, продолжим: вторую каплю он также испарит, но немного медленнее. Третья капля испарится ещё медленнее. Наконец, на N-ной капле воздух «устанет» вбирать в себя воду. Он насытится ею, «напьется водой». Это будет насыщенный влажный воздух (та самая жирная линия на диаграмме).

Парциальное давление водяного пара

Встаёт вопрос, почему всё так происходит? Видимо, что-то толкает воздух впитывать в себя влагу до определенного момента. Что это за движущая сила? Для примера вспомним горячую плиту на кухне. Воздух вокруг неё нагревается, и для нас очевидно, что движущей силой является разность температур между плитой и воздухом. Воздух будет греться до тех пор, пока плита не остынет, т.е. не станет той же температуры, что и воздух — процесс прекратится.

Вернёмся к влажному воздуху. Он в своём составе имеет водяной пар. Парциальным давлением водяного пара влажного воздуха называется то давление, которое обретет водяной пар в замкнутом объёме, если из этого объема убрать весь сухой воздух. Очевидно, что в воздухе водяного пара совсем мало (об этом нам говорит влагосодержание, которое измеряется величинами порядка 0.005…0.03 кг/кг), а, значит, при исчезновении сухого воздуха из некого объёма, оставшийся пар будет вполне вольготно себя чувствовать в предоставленном объеме, следовательно, иметь низкое давление. Это означает, что и парциальное давление водяного пара достаточно низко. Действительно, оно измеряется тысячами Паскалей, а ведь атмосферное давление воздуха равно примерно ста тысячам Паскалей. Снова вернемся к поглощаемым каплям.

Движущей силой процесса испарения служит именно разность парциальных давлений. У капли воды оно равно некоторой величине, а у сухого воздуха — нулю. Процесс испарения максимально активен. Далее, парциальное давление водяного пара растет, процесс замедляется и заканчивается в условиях их равенства. Водяным паром во влажном воздухе достигнуто давление насыщения. Оно же называется давлением насыщенного водяного пара. Сама же кривая насыщения — это известная нам жирная линия.

Относительная влажность

Следующий вопрос: как определить, насколько имеющийся влажный воздух насыщен водяным паром? Другими словами, каково отношение текущего давления водяного пара к давлению насыщения? На этот вопрос в точности отвечает относительная влажность, разве что для удобства измеряется она в процентах, а потому упомянутое отношение умножается на 100%. Итак, относительная влажность — это отношение текущего давления водяного пара к максимально возможному для данной температуры.

Энтальпия

Далее, любое вещество обладает некоторой энергией. Очевидно, его энергия тем больше, чем выше температура. Для сухого воздуха это единственный параметр, определяющий энтальпию. Однако для влажного воздуха следует учесть, что при той же температуре он включает в себя и энергию испаренной влаги — энтальпия влажного воздуха зависит и от температуры и от влагосодержания. Причем при той же температуре в зависимости от влагосодержания разброс энтальпий может быть огромен — и 100 и 200 и 300% — чем выше температура, тем выше. Это невооруженным глазом видно из I-d-диаграммы: чем выше температура, тем выше рассматриваемая изотерма и тем больше наклонных изоэнтальп её пересекает. Итак, энтальпия влажного воздуха — это сумма энтальпий сухого воздуха и водяного пара, причем первая пропорциональна температуре (коэффициент пропорциональности — теплоемкость сухого воздуха), а вторая пропорциональна влагосодержанию.

График зависимости относительной влажности от абсолютной влажности

Значение относительной влажности можно оценить по психрометрической диаграмме или диаграмме Молье.

Диаграмма Молье представляет собой не что иное, как европейскую версию англо-американской психрометрической диаграммы, в которой используются те же параметры, но внешне они сильно отличаются друг от друга. Инженеры и дизайнеры наиболее широко использовали эти диаграммы в качестве фундаментальной реализации проекта.

психрометрическая таблица; Кредит изображения: Википедия

Температура воздуха (как по сухому, так и по влажному термометру), количество водяного пара, энтальпия, значения относительной влажности представлены графически на психрометрических диаграммах и диаграммах Молье.

Если мы знаем температуру сухого и влажного термометров, мы можем легко определить значение относительной влажности воздуха с помощью психрометрической диаграммы.

Прежде всего найдите конкретную температуру по сухому термометру на горизонтальной оси диаграммы, а затем найдите значение депрессии по влажному термометру (т.е. по сухому термометру). температура лампы – влажная температура шарика) на вертикальной оси графика.

После этого отметьте точку, где пересекаются эти две линии из горизонтальной и вертикальной точек, эта точка пересечения даст нам относительное значение влажности (RH) в процентах.

На психрометрической диаграмме у нас есть температура по сухому термометру на горизонтальной оси, отношение влажности (г воды / г сухого воздуха) на вертикальной оси и кривые относительной влажности выше.

Например, рассмотрим воздух с относительной влажностью 60 % при температуре 20соответствует 20 мы должны двигаться, пока мы не достигнем кривой относительной влажности 60%. Теперь переместитесь вправо до конца диаграммы, чтобы найти вертикальную линию абсолютной влажности, которая будет показывать количество водяного пара в граммах.

Возможные неисправности и меры по их устранению

У любого прибора могут возникнуть поломки, гигрометр не исключение. Главное знать, как правильно устранить данную неисправность:

  • в гигрометре есть детали из стекла, которые легко повредить или разбить, поэтому нужно быть особенно аккуратными. Иначе придется заменять данную часть прибора;
  • если разрушился питатель, то его необходимо заменить. В комплект входит запасной питатель, который нужно зафиксировать пружиной, находящейся сзади основания. Если запасная часть отсутствует, то нужно приобрести новый, в соответствии с техническим паспортом, в котором прописаны все компоненты прибора;

Важно! Прежде чем установить новый питатель, требуется удалить старый и извлечь все остатки. если появился разрыв жидкости в термометре, то нужно подогреть резервуар до нужной температуры, нельзя перегреть, иначе он может разрушиться

если появился разрыв жидкости в термометре, то нужно подогреть резервуар до нужной температуры, нельзя перегреть, иначе он может разрушиться.

Таким образом, гигрометр психрометрический – очень важное и нужное устройство. Если не измерять влагу в помещениях, то могут возникнуть многочисленные проблемы со здоровьем, в квартире может появиться грибок и плесень на стенах, ухудшится состояние домашних питомцев и комнатных растений

Психрометр достаточно дешёвый, но полезный инструмент, который должен быть в каждом помещении, для того чтобы хозяин спал спокойно в комфортной среде.


Комплект носков, Носки Omsa

349 ₽ Подробнее

Комплект носков, Носки Omsa

349 ₽ Подробнее

Итальянские краски для стен

Влажность воздуха

У воздуха есть множество характеристик, от которых зависит его качество и влияние на человека. Одной из них является влажность воздуха. Мировой океан занимает более 70 процентов от всей поверхности Земли. При этом она постоянно испаряется и именно из-за этого испарения появляется такое понятие, как влажность воздуха.

Под влажностью подразумевается количество водокольцевого пара в воздухе. От его количества зависит будет ли воздух достаточно увлажненным или же наоборот сухим. Переизбыток влаги так же, как и недостаток может негативно влиять не только на живые организмы, но и на имущество человека. Поэтому для сохранения своего здоровья, а также сохранности имущества необходимо учитывать эту характеристику воздуха. Для этого используют прибор для определения влажности воздуха. А для улучшения ситуации можно использовать разнообразные способы, которые помогут восстановить нормальные показатели воздуха в помещении.

Влажность воздуха бывает:

  • Абсолютной;
  • Относительной.

Здоровье и самочувствие человека очень сильно зависит от воздуха, которым он дышит. Так сухой воздух является очень вредным для слизистых оболочек

Очень важно следить за тем, какой воздух мы вдыхаем, ведь он является основой правильного функционирования организма. И для того, чтобы иметь наиболее точное представление о его качестве лучше всего обратиться к специалистам, имеющим большой опыт в исследования воздуха

В лаборатории «ЭкоТестЭкспресс» проводят различные исследования, в том числе определяют и какая влажность воздуха в вашем доме. Полезным будет провести не только исследование влажности, но и химический анализ воздуха, который более подробно скажет вам о составе того, чем вы дышите.

Влажность воздуха

Абсолютно сухой воздух почти никогда не встречается в природе. Некоторое небольшое количество воды всегда присутствует в воздухе и, как правило, находится в газообразном состоянии.

Водяной пар попадает в воздух в результате испарения воды с различных поверхностей. Большая часть влаги в атмосфере испаряется с поверхности океанов, морей … и растения.

Состав сухого воздуха

В первую очередь, можно говорить о составе сухого воздуха, то есть воздуха, который вообще не содержит влаги.

Сухой воздух, в своей основной части, содержит азот (N2) 72% и кислород (O2) 21%. Оставшаяся часть содержит различные газы в относительно небольших количествах.

Состав сухого воздуха можно определить по массе газов в одном м3 воздуха. В этом случае мы имеем следующие величины: N2 – 1,165 кг/м3, O2 – 1,331 кг/м3. Эти значения верны при температуре 20 °C и давлении 1 атм.

Задача №5

Сосуд наполнен воздухом при $t = 15 \degree C$; относительная влажность воздуха $\varphi = 63 \%$. Когда воздух был осушен хлористым кальцием, масса сосуда уменьшилась на $3.243 \space г$. Определите объем сосуда.

Дано:$\Delta m_с = 3.243 \space г$$\varphi = 63 \%$$t = 15 \degree C$

СИ:$\Delta m_с = 3.243 \cdot 10^{-3} \space кг$

Показать решение и ответ

Скрыть

Решение:

Масса, на которую уменьшилась масса сосуда после осушение — и есть масса водяных паров, прежде содержавшихся в воздухе:$\Delta m_с = m$.

Запишем формулу относительной влажности воздуха и выразим из нее абсолютную влажность:$\varphi = \frac{\rho}{\rho_0} \cdot 100 \%$,$\rho = \frac{\varphi \cdot \rho_0}{100 \%}$.

Найдем значение плотности насыщенного пара $\rho_0$ с помощью таблицы 1: при $15 \degree С$ плотность насыщенного пара будет равна $\rho_0 = 12.8 \frac{г}{м^3}$. 

Теперь мы можем рассчитать абсолютную влажность:$\rho = \frac{63 \% \cdot 12.8 \frac{г}{м^3}}{100 \%} = 8.064 \frac{г}{м^3}$.

С другой стороны, абсолютная влажность по определению:$\rho = \frac{m}{V}$.

Выразим отсюда объем, который занимает воздух (объем сосуда) и рассчитаем его:$V = \frac{m}{\rho}$,$V = \frac{3.243 \space г}{8.064 \frac{г}{м^3}} \approx 0.4 \space м^3$.

Ответ: $V \approx 0.4 \space м^3$.

Расчет точки росы

Существует несколько способов определения параметра.

По математической формуле

Применяют следующее выражение:

Tp=b((aT/b+T)+InRH)/a-((aT/b+T)+InRH), где

Тр — точка росы, °С;

 Расчет точки росы происходит по математическим формулам.

A и b — безразмерные коэффициенты, равные 17,27 и 237,7 соответственно;

RH — относительная влажность воздуха в долях единицы;

Т — температура воздуха, °С;

Ln — натуральный логарифм.

Приведенная формула справедлива для значений Т=0…+60°С и атмосферного давления 762 мм. рт. ст.

Программы-калькуляторы

Специализированные приложения производят вычисления автоматически. Пользователю необходимо ввести исходные данные и нажать кнопку «Старт». Кроме числового результата, программы отображают графики зависимости влажности от степени нагретости воздуха. Такая форма представления информации является более наглядной.

С помощью онлайн-калькулятора

Вычислительные сервисы имеются на многих сайтах. Они избавляют пользователя от необходимости покупать и скачивать программу.

 Онлайн-калькулятор есть на многих сайтах.

В специальные поля вводят данные:

  • температуру воздуха;
  • относительную влажность;
  • атмосферное давление.

После нажатия кнопки «Вычислить» на экране отображается искомая величина.

Недостаток данного способа состоит в том, что изготовитель калькулятора в большинстве случаев неизвестен, поэтому результат может быть недостоверным.

Специальные инструменты

Существуют тепловизоры с функцией расчета точки росы. Объекты с такой и более низкой температурой помечаются на экране особым образом.

 Гигрометр — измерительный прибор, предназначенный для определения влажности воздуха.

Влажность измеряют с помощью приборов:

  1. Гигрометра. Электронное устройство удобно в пользовании, но вычисления производит с большой погрешностью.
  2. Психрометра. Он состоит из 2 спиртовых термометров. Колбу одного обматывают влажной салфеткой. За счет испарения воды показания на нем будут ниже, чем на «сухом». Чем ниже влажность в помещении, тем активнее улетучивается жидкость. Значит, и разница в показаниях будет больше. Результат отыскивают в справочнике вручную. Определенная с помощью психрометра искомая точка является наиболее точной.

Таблицы

В интернете и специальной литературе публикуются таблицы со значениями точки образования росы для воздуха с разными параметрами.

Пример:

Температуравоздуха, °С Температура насыщения в °С при влажности воздуха (в %)
30% 35% 40% 45% 50% 55% 60% 65% 70% 75% 80% 85% 90% 95%
-10 -23,2 -21,8 -20,4 -19 -17,8 -16,7 -15,8 -14,9 -14,1 -13,3 -12,6 -11,9 -10,6 -10
-5 -18,9 -17,2 -15,8 -14,5 -13,3 -11,9 -10,9 -10,2 -9,3 -8,8 -8,1 -7,7 -6,5 -5,8
-14,5 -12,8 -11,3 -9,9 -8,7 -7,5 -6,2 -5,3 -4,4 -3,5 -2,8 -2 -1,3 -0,7
+2 -12,8 -11 -9,5 -8,1 -6,8 -5,8 -4,7 -3,6 -2,6 -1,7 -1 -0,2 -0,6 1,3
+4 -11,3 -9,5 -7,9 -6,5 -4,9 -4 -3 -1,9 -1 0,8 1,6 2,4 3,2
+5 -10,5 -8,7 -7,3 -5,7 -4,3 -3,3 -2,2 -1,1 -0,1 0,7 1,6 2,5 3,3 4,1
+6 -9,5 -7,7 -6 -4,5 -3,3 -2,3 -1,1 -0,1 0,8 1,8 2,7 3,6 4,5 5,3
+7 -9 -7,2 -5,5 -4 -2,8 -1,5 -0,5 0,7 1,6 2,5 3,4 4,3 5,2 6,1
+8 -8,2 -6,3 -4,7 -3,3 -2,1 -0,9 0,3 1,3 2,3 3,4 4,5 5,4 6,2 7,1
+9 -7,5 -5,5 -3,9 -2,5 -1,2 1,2 2,4 3,4 4,5 5,5 6,4 7,3 8,2
+10 -6,7 -5,2 -3,2 -1,7 -0,3 0,8 2,2 3,2 4,4 5,5 6,4 7,3 8,2 9,1
+11 -6 -4 -2,4 -0,9 0,5 1,8 3 4,2 5,3 6,3 7,4 8,3 9,2 10,1
+12 -4,9 -3,3 -1,6 -0,1 1,6 2,8 4,1 5,2 6,3 7,5 8,6 9,5 10,4 11,7
+13 -4,3 -2,5 -0,7 0,7 2,2 3,6 5,2 6,4 7,5 8,4 9,5 10,5 11,5 12,3
+14 -3,7 -1,7 1,5 3 4,5 5,8 7 8,2 9,3 10,3 11,2 12,1 13,1
+15 -2,9 -1 0,8 2,4 4 5,5 6,7 8 9,2 10,2 11,2 12,2 13,1 14,1
+16 -2,1 -0,1 1,5 3,2 5 6,3 7,6 9 10,2 11,3 12,2 13,2 14,2 15,1
+17 -1,3 0,6 2,5 4,3 5,9 7,2 8,8 10 11,2 12,2 13,5 14,3 15,2 16,6
+18 -0,5 1,5 3,2 5,3 6,8 8,2 9,6 11 12,2 13,2 14,2 15,3 16,2 17,1
+19 0,3 2,2 4,2 6 7,7 9,2 10,5 11,7 13 14,2 15,2 16,3 17,2 18,1
+20 1 3,1 5,2 7 8,7 10,2 11,5 12,8 14 15,2 16,2 17,2 18,1 19,1
+21 1,8 4 6 7,9 9,5 11,1 12,4 13,5 15 16,2 17,2 18,1 19,1 20
+22 2,5 5 6,9 8,8 10,5 11,9 13,5 14,8 16 17 18 19 20 21
+23 3,5 5,7 7,8 9,8 11,5 12,9 14,3 15,7 16,9 18,1 19,1 20 21 22
+24 4,3 6,7 8,8 10,8 12,3 13,8 15,3 16,5 17,8 19 20,1 21,1 22 23
+25 5,2 7,5 9,7 11,5 13,1 14,7 16,2 17,5 18,8 20 21,1 22,1 23 24
+26 6 8,5 10,6 12,4 14,2 15,8 17,2 18,5 19,8 21 22,2 23,1 24,1 25,1
+27 6,9 9,5 11,4 13,3 15,2 16,5 18,1 19,5 20,7 21,9 23,1 24,1 25 26,1
+28 7,7 10,2 12,2 14,2 16 17,5 19 20,5 21,7 22,8 24 25,1 26,1 27
+29 8,7 11,1 13,1 15,1 16,8 18,5 19,9 21,3 22,5 22,8 25 26 27 28
+30 9,5 11,8 13,9 16 17,7 19,7 21,3 22,5 23,8 25 26,1 27,1 28,1 29
+32 11,2 13,8 16 17,9 19,7 21,4 22,8 24,3 25,6 26,7 28 29,2 30,2 31,1
+34 12,5 15,2 17,2 19,2 21,4 22,8 24,2 25,7 27 28,3 29,4 31,1 31,9 33
+36 14,6 17,1 19,4 21,5 23,2 25 26,3 28 29,3 30,7 31,8 32,8 34 35,1
+38 16,3 18,8 21,3 23,4 25,1 26,7 28,3 29,9 31,2 32,3 33,5 34,6 35,7 36,9
+40 17,9 20,6 22,6 25 26,9 28,7 30,3 31,7 33 34,3 35,6 36,8 38 39

Измерение абсолютной влажности

Прямое измерение абсолютной влажности — достаточно сложная задача, поскольку выделение всей воды, содержащейся в воздухе, требует специальных условий и оборудования. Поэтому абсолютную влажность измеряют косвенно, используя способность водяного пара к насыщению.

Если воздух охлаждать, то при некоторой температуре (точке росы) пар в воздухе станет насыщенным, и начнётся конденсация. Из специальной таблицы можно получить соответствующее давление насыщенного пара. Подставив в последнюю формулу это значение (а также текущую абсолютную температуру окружающего воздуха $T$), можно получить значение абсолютной влажности воздуха.

Для определения точки росы используется специальный прибор — конденсационный гигрометр.

Рис. 3. Конденсационный гигрометр

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock
detector