Pri rovnakých teplotách, relatívnej vlhkosti v nádobách. Relatívna vlhkosť v interiéri

« Fyzika - 10. ročník"

Pri riešení úloh treba mať na pamäti, že tlak a hustota nasýtenej pary nezávisia od jej objemu, ale závisia len od teploty. Stavová rovnica ideálneho plynu je približne použiteľná na opis nasýtenej pary. Ale keď sa nasýtená para stlačí alebo zohreje, jej hmotnosť nezostáva konštantná.

Pri riešení niektorých problémov možno budete potrebovať hodnoty tlaku nasýtených pár pri určitých teplotách. Tieto údaje je potrebné prevziať z tabuľky.

Úloha 1.

Uzavretá nádoba s objemom V 1 = 0,5 m 3 obsahuje vodu s hmotnosťou m = 0,5 kg. Nádoba sa zahriala na teplotu t = 147 °C. Ako veľmi treba zmeniť objem nádoby, aby obsahovala len nasýtenú paru? Tlak nasýtených pár pH. n pri teplote t = 147 °C sa rovná 4,7 10 5 Pa.

Riešenie.

Nasýtená para pri tlaku pH. n zaberá objem rovný kde M = 0,018 kg/mol je molárna hmotnosť vody. Objem nádoby je V 1 > V, čo znamená, že para nie je nasýtená. Aby sa para nasýtila, mal by sa objem nádoby zmenšiť o

Úloha 2.

Relatívna vlhkosť vzduchu v uzavretej nádobe pri teplote t 1 = 5 °C sa rovná φ 1 = 84 % a pri teplote t 2 = 22 °C sa rovná φ 2 = 30 %. Koľkokrát je tlak nasýtených pár vody pri teplote t 2 väčší ako pri teplote t 1?

Riešenie.

Tlak vodnej pary v nádobe pri T 1 = 278 K je kde p n. n1 - tlak nasýtených pár pri teplote T1. Pri teplote T 2 = 295 K tlak

Keďže objem je konštantný, potom podľa Charlesovho zákona

Odtiaľ

Úloha 3.

V miestnosti s objemom 40 m 3 je teplota vzduchu 20 °C, jeho relatívna vlhkosť φ 1 = 20 %. Koľko vody sa musí odpariť, aby relatívna vlhkosť φ 2 dosiahla 50 %? Je známe, že pri 20 °C je tlak nasýtených pár рнп = 2330 Pa.

Riešenie.

Relatívna vlhkosť odtiaľ

Tlak pár pri relatívnej vlhkosti φ 1 a φ 2

Hustota súvisí s tlakom pomocou rovnosti ρ = Mp/RT, odkiaľ

Hmotnosti vody v miestnosti pri vlhkosti φ 1 a φ 2

Hmotnosť vody na odparenie:

Úloha 4.

V miestnosti so zatvorenými oknami pri teplote 15 °C relatívna vlhkosť φ = 10 %. Aká bude relatívna vlhkosť, ak sa teplota v miestnosti zvýši o 10 °C? Tlak nasýtených pár pri 15 °C pH. p1 = 12,8 mm Hg. Art. a pri 25 °C pH p2 = 23,8 mm Hg. čl.

Keďže para je nenasýtená, mení sa parciálny tlak pary podľa Charlesovho zákona p 1 /T 1 = p 2 /T 2. Z tejto rovnice môžete určiť tlak nenasýtenej pary p 2 pri T 2: p 2 = p 1 T 2 / T 1. Relatívna vlhkosť pri T 1 je rovnaká.

V tejto lekcii sa zavedie pojem absolútna a relatívna vlhkosť vzduchu, rozoberú sa pojmy a veličiny s týmito pojmami spojené: nasýtená para, rosný bod, prístroje na meranie vlhkosti. Počas lekcie sa zoznámime s tabuľkami hustoty a tlaku nasýtených pár a psychrometrickou tabuľkou.

Pre človeka je vlhkosť veľmi dôležitý parameter. životné prostredie, pretože naše telo veľmi aktívne reaguje na jeho zmeny. Napríklad mechanizmus regulácie fungovania tela, akým je potenie, priamo súvisí s teplotou a vlhkosťou prostredia. Pri vysokej vlhkosti sú procesy odparovania vlhkosti z povrchu pokožky prakticky kompenzované procesmi jej kondenzácie a je narušený odvod tepla z tela, čo vedie k poruchám termoregulácie. Pri nízkej vlhkosti vzduchu prevládajú procesy odparovania vlhkosti nad procesmi kondenzácie a telo stráca príliš veľa tekutín, čo môže viesť k dehydratácii.

Množstvo vlhkosti je dôležité nielen pre človeka a ostatné živé organizmy, ale aj pre plynutie technologických procesov. Napríklad vďaka známej vlastnosti vody viesť elektriny jeho obsah vo vzduchu môže vážne ovplyvniť správna prevádzka väčšina elektrických spotrebičov.

Okrem toho je najdôležitejším hodnotiacim kritériom pojem vlhkosť poveternostné podmienky, ktorú každý pozná z predpovedí počasia. Stojí za zmienku, že ak porovnáme vlhkosť v rôznych obdobiach roka v našom obvyklom klimatické podmienky, potom je vyššia v lete a nižšia v zime, čo súvisí najmä s intenzitou odparovacích procesov pri rôznych teplotách.

Hlavné vlastnosti vlhkého vzduchu sú:

hustota vodnej pary vo vzduchu;
relatívna vlhkosť.

Vzduch je zložený plyn a obsahuje veľa rôznych plynov vrátane vodnej pary. Na odhad jej množstva vo vzduchu je potrebné určiť, akú hmotnosť má vodná para v určitom pridelenom objeme – túto hodnotu charakterizuje hustota. Hustota vodnej pary vo vzduchu je tzv absolútna vlhkosť.

Definícia.Absolútna vlhkosť vzduchu- množstvo vlhkosti obsiahnuté v jednom kubickom metri vzduchu.

Označenieabsolútna vlhkosť: (ako je obvyklé označenie pre hustotu).

Jednotkyabsolútna vlhkosť: (v SI) alebo (pre pohodlie merania malých množstiev vodnej pary vo vzduchu).

Vzorec výpočty absolútna vlhkosť:

Označenia:

Hmotnosť pary (vody) vo vzduchu, kg (v SI) alebo g;

Objem vzduchu obsahujúceho uvedenú hmotnosť pary je .

Na jednej strane absolútna vlhkosť vzduch je pochopiteľná a pohodlná hodnota, pretože dáva predstavu o špecifickom hmotnostnom obsahu vody vo vzduchu, na druhej strane je táto hodnota nepohodlná z hľadiska náchylnosti živých organizmov na vlhkosť. Ukazuje sa, že napríklad človek nepociťuje hromadný obsah vody vo vzduchu, ale skôr jej obsah v pomere k maximálnej možnej hodnote.

Na opis takéhoto vnímania bola zavedená nasledujúca veličina: relatívna vlhkosť.

Definícia.Relatívna vlhkosť– hodnota označujúca, ako ďaleko je para od nasýtenia.

To znamená, že hodnota relatívnej vlhkosti, jednoduchými slovami, ukazuje nasledovné: ak je para ďaleko od nasýtenia, potom je vlhkosť nízka, ak je blízko, je vysoká.

Označenierelatívna vlhkosť: .

Jednotkyrelatívna vlhkosť: %.

Vzorec výpočty relatívna vlhkosť:

Označenia:

Hustota vodnej pary (absolútna vlhkosť), (v SI) alebo ;

Hustota nasýtenej vodnej pary pri danej teplote (v SI) alebo .

Ako je zrejmé zo vzorca, zahŕňa absolútnu vlhkosť, ktorú už poznáme, a hustotu nasýtených pár pri rovnakej teplote. Vynára sa otázka: ako určiť druhú hodnotu? Na to existujú špeciálne zariadenia. zvážime kondenzačnývlhkomer(obr. 4) - prístroj, ktorý slúži na určenie rosného bodu.

Definícia.Rosný bod- teplota, pri ktorej sa para nasýti.

Ryža. 4. Kondenzačný vlhkomer ()

Do nádoby zariadenia sa naleje ľahko odparujúca sa kvapalina, napríklad éter, vloží sa teplomer (6) a cez nádobu sa pumpuje vzduch pomocou banky (5). V dôsledku zvýšenej cirkulácie vzduchu sa začne intenzívne odparovať éter, teplota nádoby sa tým zníži a na zrkadle (4) sa objaví rosa (kvapôčky skondenzovanej pary). V momente, keď sa na zrkadle objaví rosa, meria sa teplota teplomerom, táto teplota je rosný bod.

Čo robiť so získanou hodnotou teploty (rosný bod)? Existuje špeciálna tabuľka, do ktorej sa zadávajú údaje - aká hustota nasýtených vodných pár zodpovedá každému konkrétnemu rosnému bodu. Za zmienku stojí užitočná skutočnosť, že so zvyšujúcim sa rosným bodom sa zvyšuje aj hodnota zodpovedajúcej hustoty nasýtených pár. Inými slovami, čím je vzduch teplejší veľká kvantita môže obsahovať vlhkosť a naopak, čím je vzduch chladnejší, tým je maximálny obsah pár v ňom nižší.

Uvažujme teraz o princípe fungovania iných typov vlhkomerov, zariadení na meranie charakteristík vlhkosti (z gréckeho hygros - „mokrý“ a metero - „meriam“).

Vlasový vlhkomer(obr. 5) - prístroj na meranie relatívnej vlhkosti, v ktorom vlasy, napríklad ľudské, pôsobia ako aktívny prvok.

Pôsobenie vlasového vlhkomeru je založené na vlastnosti odtučneného vlasu meniť svoju dĺžku pri zmene vlhkosti vzduchu (so zvyšujúcou sa vlhkosťou sa dĺžka vlasu zväčšuje, so znižovaním znižuje), čo umožňuje merať relatívnu vlhkosť. Vlasy sú natiahnuté cez kovový rám. Zmena dĺžky vlasov sa prenáša na šípku pohybujúcu sa po stupnici. Malo by sa pamätať na to, že vlasový vlhkomer nedáva presné hodnoty relatívnej vlhkosti a používa sa predovšetkým na domáce účely.

Pohodlnejším a presnejším zariadením na meranie relatívnej vlhkosti je psychrometer (zo starogréckeho ψυχρός - „studený“) (obr. 6).

Psychromer pozostáva z dvoch teplomerov, ktoré sú upevnené na spoločnej stupnici. Jeden z teplomerov sa nazýva mokrý teplomer, pretože je obalený tkaninou cambric, ktorá je ponorená v nádrži s vodou umiestnenej na zadnej strane zariadenia. Voda sa vyparuje z mokrej tkaniny, čo vedie k ochladzovaniu teplomera, proces znižovania jeho teploty pokračuje, kým sa nedosiahne stupeň, kým para v blízkosti mokrej tkaniny nedosiahne nasýtenie a teplomer začne ukazovať teplotu rosného bodu. Teplomer s mokrým teplomerom teda ukazuje teplotu nižšiu alebo rovnú skutočnej teplote okolia. Druhý teplomer sa nazýva suchý teplomer a ukazuje skutočnú teplotu.

Na tele zariadenia sa spravidla nachádza aj takzvaný psychrometrický stôl (tabuľka 2). Pomocou tejto tabuľky môžete určiť relatívnu vlhkosť okolitého vzduchu z hodnoty teploty zobrazenej suchým teplomerom a z teplotného rozdielu medzi suchým a mokrým teplomerom.

Avšak aj bez takejto tabuľky po ruke môžete približne určiť množstvo vlhkosti pomocou nasledujúceho princípu. Ak sú hodnoty oboch teplomerov blízko seba, potom je odparovanie vody z vlhkého takmer úplne kompenzované kondenzáciou, t.j. vlhkosť vzduchu je vysoká. Ak je naopak rozdiel v údajoch teplomera veľký, potom vyparovanie z mokrej tkaniny prevažuje nad kondenzáciou a vzduch je suchý a vlhkosť je nízka.

Obráťme sa na tabuľky, ktoré nám umožňujú určiť charakteristiky vlhkosti vzduchu.

teplota,	Tlak, mm. rt. čl.	Hustota pár

Tabuľka 1. Hustota a tlak nasýtených vodných pár

Ešte raz si všimnime, že ako už bolo uvedené, hodnota hustoty nasýtenej pary rastie s jej teplotou, to isté platí pre tlak nasýtenej pary.

Tabuľka 2. Psychometrická tabuľka

Pripomeňme, že relatívna vlhkosť je určená hodnotou suchého teplomera (prvý stĺpec) a rozdielom medzi suchým a vlhkým meraním (prvý riadok).

V dnešnej lekcii sme sa dozvedeli o dôležitej vlastnosti vzduchu – jeho vlhkosti. Ako sme už povedali, vlhkosť v chladnom období (zima) klesá a v teplom období (leto) stúpa. Je dôležité, aby ste mohli tieto javy regulovať, napríklad ak je potrebné zvýšiť vlhkosť, umiestnite miestnosť zimný čas niekoľko nádrží vody na zlepšenie procesov odparovania, táto metóda však bude účinná len pri vhodnej teplote, ktorá je vyššia ako vonkajšia.

V ďalšej lekcii sa pozrieme na to, čo je práca s plynom a na princípe fungovania spaľovacieho motora.

Bibliografia

Gendenshtein L.E., Kaidalov A.B., Kozhevnikov V.B. / Ed. Orlová V.A., Roizena I.I. Fyzika 8. - M.: Mnemosyne.
Peryshkin A.V. Fyzika 8. - M.: Drop, 2010.
Fadeeva A.A., Zasov A.V., Kiselev D.F. Fyzika 8. - M.: Osveta.

Internetový portál „dic.academic.ru“ ()
Internetový portál „baroma.ru“ ()
Internetový portál „femto.com.ua“ ()
Internetový portál „youtube.com“ ()

Domáca úloha

Vlhkosť je miera množstva vodnej pary vo vzduchu. Relatívna vlhkosť je množstvo vody obsiahnuté vo vzduchu pri danej teplote v porovnaní s maximálnym množstvom vody, ktoré môže byť obsiahnuté vo vzduchu pri rovnakej teplote ako para.

Inými slovami, relatívna vlhkosť ukazuje, koľko vlhkosti je ešte potrebné na kondenzáciu v daných podmienkach prostredia. Táto hodnota charakterizuje stupeň nasýtenia vzduchu vodnou parou. Pri výpočte optimálnej vlhkosti vzduchu v miestnosti hovoríme konkrétne o relatívnej vlhkosti.

Napríklad pri teplote 21 °C môže jeden kilogram suchého vzduchu obsahovať až 15,8 g vlhkosti. Ak 1 kg suchého vzduchu obsahuje 15,8 g vody, potom sa hovorí, že relatívna vlhkosť je 100 %. Ak rovnaké množstvo vzduchu obsahuje 7,9 g vody pri rovnakej teplote, potom v porovnaní s maximálnym možným množstvom vlhkosti bude pomer: 7,9/15,8 = 0,50 (50 %). Preto bude relatívna vlhkosť takéhoto vzduchu 50%.

Aká vlhkosť je optimálna?

Ideálna vlhkosť v obytnom priestore je 40-60%. V letných mesiacoch je vzduch dostatočne zvlhčený (v obzvlášť daždivom počasí môže relatívna vlhkosť dosiahnuť 80-90%), takže nie je potrebné dodatočné spôsoby hydratácia.

V zime však systémy ústredného kúrenia a iné vykurovacie zariadenia vedú k suchý vzduch. Intenzívne zahrievanie totiž zvyšuje teplotu, ale nezvyšuje množstvo vodnej pary. To spôsobuje zvýšené odparovanie vlhkosti odkiaľkoľvek: z pokožky a tela, izbových rastlín a dokonca aj nábytku. Relatívna vlhkosť v bytoch v zime zvyčajne nie je vyššia ako 15%. To je ešte menej ako na saharskej púšti! Tam je relatívna vlhkosť vzduchu 25%.

Tabuľka optimálna vlhkosť ukazuje, aká nedostatočná je úroveň 15 %:

Človek 45 – 65 %Počítačové vybavenie a domáce spotrebiče 45 – 65 %Nábytok a hudobné nástroje 40 – 60 %Knižnice, expozície umeleckých galérií a múzeí 40 – 60 %

Ako dosiahnuť optimálnu vlhkosť?

Jediná rada je zvlhčiť miestnosť.

Existuje mnoho „ľudových“ spôsobov zvlhčovania. V miestnosti môžete napríklad zavesiť mokré uteráky a handry. Na ohrievač umiestnite nádrž na vodu. Vyparovanie vody skôr či neskôr povedie k zvýšeniu vlhkosti vzduchu. Na ochranu klavíra pred vyschnutím sa predtým odporúčalo umiestniť dovnútra nádobu s vodou. Možnosťou pre tých, ktorí nešetria, je dekoratívna fontána v miestnosti.

Tieto metódy sú však nepohodlné a neúčinné. Pomocou nádoby s vodou nie je možné výrazne zvýšiť vlhkosť vzduchu v miestnosti. Plechovka na radiátore a uteráky na lankách navyše nepôsobia veľmi esteticky.

Najúčinnejším a najpraktickejším spôsobom zvýšenia vnútornej vlhkosti je inštalácia zvlhčovač. Toto klimatizačné zariadenie je schopné udržiavať presne špecifikovanú úroveň zvlhčovania, navyše je lacné a ľahko sa používa. A nová generácia zvlhčovačov sama riadi optimálnu vlhkosť.

Vzduch je do určitej miery naplnený vodnou parou. Jeho množstvo je charakterizované takým indikátorom ako vlhkosť. Môže byť absolútna a relatívna. Prvý ukazovateľ udáva objem vody obsiahnutej v jednom kubickom metri vzduchu. Druhý člen sa používa na určenie pomeru medzi maximálnym možným množstvom pary a skutočným množstvom. Ak je určená vlhkosť vzduchu v interiéri, je to relatívny ukazovateľ.

Prečo merať a kontrolovať vnútornú vlhkosť?

Vlhkosť v dome priamo ovplyvňuje zdravie a pohodu všetkých jeho obyvateľov. Ak ukazovatele nezodpovedajú norme, trpia nielen ľudia, ale aj izbové rastliny, nábytok a iné veci. Množstvo vodnej pary v prostredí nie je stabilné a neustále sa mení v závislosti od ročného obdobia.

Prečo je suchý vzduch nebezpečný?

Nízka vnútorná vlhkosť je veľmi často pozorovaná počas vykurovacej sezóny. To vedie k tomu, že človek rýchlo stráca vodu cez kožu a dýchacie cesty. V dôsledku takýchto negatívnych javov sa pozorujú tieto účinky:

znížená elasticita a suchosť kože, ktorá je sprevádzaná výskytom mikrotrhlín, vedie k rozvoju dermatitídy;
vysychanie očnej sliznice vedie k začervenaniu, páleniu a slzeniu očí;
krv stráca časť svojej tekutej zložky, čo znižuje rýchlosť jej pohybu a vytvára dodatočný tlak na srdce;
človek trpí bolesťami hlavy, cíti sa unavený a stráca normálny výkon;
zvyšuje sa viskozita žalúdočnej šťavy, čo zhoršuje trávenie;
dochádza k vysychaniu slizníc dýchacích ciest, čo oslabuje lokálnu imunitu;
zvýšenie koncentrácie patogénnych mikroorganizmov vo vzduchu, ktoré sú zvyčajne neutralizované kvapôčkami vzduchu.

Na meranie vzduchu v byte stačí kúpiť najjednoduchšie zariadenie, ktoré sa zvyčajne kombinuje s teplomerom alebo hodinami. Má malú chybu 3-5%, čo nie je kritické.

Pomocou pohára vody

Na zistenie vlhkosti vzduchu je potrebné naplniť obyčajný pohár vodou a vložiť na 3 hodiny do chladničky, aby tekutina vychladla na 3-5°C. Nádoba sa vyberie a položí na stôl mimo vykurovacích zariadení. Niekoľko minút pozorujte steny skla, kde zistia výskyt kondenzácie vo forme kvapiek vody. Výsledky experimentu sú vyjadrené takto:

sklo sa rýchlo vysušilo - vlhkosť sa zníži;
steny zostali zahmlené - boli splnené normy vlhkosti v miestnosti;
Po skle začala stekať voda – vlhkosť bola zvýšená.

Assmannov stôl

Stôl Assmann je určený na stanovenie vlhkosti pomocou psychrometra, pozostáva z dvoch teplomerov - bežného a jedného s funkciou zvlhčovania. Indikátory namerané druhým zariadením budú o niečo nižšie.Vlhkosť vzduchu sa určuje pomocou špeciálnej tabuľky pomocou získaných hodnôt.

Pomocou jedľovej šišky

Vezmite obyčajný jedľový kužeľ a umiestnite ho ďalej od vykurovacích zariadení. Na suchom vzduchu sa jeho šupiny otvoria a na vlhkom sa pevne stiahnu.

Všeobecne akceptované štandardy

Normy vnútornej vlhkosti závisia od jej účelu a ročného obdobia. Dodržiavanie odporúčaných parametrov zabezpečí dobrý zdravotný stav a neovplyvní negatívne imunitu človeka.

Štandardy pre byt

Pre byt sú všetky normy týkajúce sa klimatických parametrov špecifikované v GOST 30494-96. Podľa tohto dokumentu by sa vlhkosť vzduchu v chladnom období mala pohybovať od 30 do 45% av teplom období od 30 do 60%. Napriek uvedeným hodnotám môže byť ukazovateľ 30% ľudským telom zle vnímaný. Preto lekári odporúčajú udržiavať parametre 40-60%, ktoré sa považujú za optimálne v každom ročnom období.

Štandardy pre detskú izbu

Detský organizmus pri nízkej vlhkosti vzduchu nedokáže správne fungovať. To vedie k rýchlemu vysychaniu slizníc, čo môže viesť k zníženiu lokálnej imunity.

Pracovisko

Úroveň vlhkosti na pracovisku závisí od špecifík práce. Napríklad pre kancelárskych pracovníkov je to 40-60%.

Ako normalizovať vnútornú mikroklímu?

Aby bola vnútorná mikroklíma pohodlná na bývanie, musíte použiť nasledujúce tipy:

používanie zvlhčovačov vzduchu. Nevyhnutné počas vykurovacej sezóny v každej miestnosti;
pravidelné vetranie;
zvýšenie počtu izbových rastlín;
dostupnosť odsávacieho vetrania. Napájací digestor bude zásobovať miestnosť čerstvý vzduch a normalizuje množstvo vodnej pary;
v niektorých prípadoch sa odporúča použiť špeciálne odvlhčovače vybavené absorpčnými látkami;
V obytných priestoroch je zakázané sušiť bielizeň, čo negatívne ovplyvňuje ich mikroklímu.

Video: Ako merať vlhkosť vzduchu

Domov
Klimatizácie

Tento videonávod je k dispozícii na základe predplatného

Máte už predplatné? Vstúpiť

I-17="">Nasýtená para, vlhkosť vzduchu

Dnešnú lekciu budeme venovať diskusii o pojmu vlhkosť vzduchu a metódach jej merania. Hlavným javom ovplyvňujúcim vlhkosť vzduchu bude proces vyparovania vody, o ktorom sme už hovorili vyššie a najdôležitejším pojmom, ktorý použijeme, bude nasýtená a nenasýtená para.

Ak rozlišujeme rôzne stavy pary, budú určené interakciou, v ktorej sa para nachádza so svojou kvapalinou. Ak si predstavíme, že nejaká kvapalina je v uzavretej nádobe a dôjde k procesu vyparovania, tak skôr či neskôr tento proces dospeje do stavu, kedy bude vyparovanie v rovnakých časových intervaloch kompenzované kondenzáciou a takzvanou dynamickou rovnováhou kvapalina so svojimi parami (obr. 1) .

Ryža. 1. Nasýtená para

Definícia.Nasýtená para je para, ktorá je v termodynamickej rovnováhe so svojou kvapalinou. Ak para nie je nasýtená, potom takáto termodynamická rovnováha neexistuje (obr. 2).

Ryža. 2. Nenasýtená para

Pomocou týchto dvoch pojmov popíšeme takú dôležitú vlastnosť vzduchu, akou je vlhkosť.

Definícia.Vlhkosť vzduchu– hodnota udávajúca obsah vodnej pary vo vzduchu.

Vynára sa otázka: prečo je dôležité zvážiť pojem vlhkosť a ako sa vodná para dostane do vzduchu? To je známe najviac Povrch Zeme zaberá voda (Svetový oceán), z povrchu ktorej neustále dochádza k vyparovaniu (obr. 3). Samozrejme v rôznych klimatickými zónami intenzita tohto procesu je rôzna, čo závisí od priemernej dennej teploty, prítomnosti vetrov a pod. Tieto faktory podmieňujú skutočnosť, že na určitých miestach je proces vyparovania vody intenzívnejší ako jej kondenzácia a na niektorých miestach ide o tzv. naopak. V priemere možno tvrdiť, že para, ktorá sa tvorí vo vzduchu, nie je nasýtená a jej vlastnosti musia byť opísané.

Ryža. 3. Odparovanie kvapaliny (Zdroj)

Pre človeka je vlhkosť veľmi dôležitým parametrom prostredia, pretože naše telo veľmi aktívne reaguje na jej zmeny. Napríklad mechanizmus regulácie fungovania tela, akým je potenie, priamo súvisí s teplotou a vlhkosťou prostredia. Pri vysokej vlhkosti sú procesy odparovania vlhkosti z povrchu pokožky prakticky kompenzované procesmi jej kondenzácie a je narušený odvod tepla z tela, čo vedie k poruchám termoregulácie. Pri nízkej vlhkosti vzduchu prevládajú procesy odparovania vlhkosti nad procesmi kondenzácie a telo stráca príliš veľa tekutín, čo môže viesť k dehydratácii.

Množstvo vlhkosti je dôležité nielen pre človeka a ostatné živé organizmy, ale aj pre plynutie technologických procesov. Napríklad vďaka známej vlastnosti vody viesť elektrický prúd môže jej obsah vo vzduchu vážne ovplyvniť správnu činnosť väčšiny elektrických spotrebičov.

Pojem vlhkosť je navyše najdôležitejším kritériom na hodnotenie poveternostných podmienok, ktoré každý pozná z predpovedí počasia. Stojí za zmienku, že ak porovnáme vlhkosť v rôznych obdobiach roka v našich obvyklých klimatických podmienkach, je vyššia v lete a nižšia v zime, čo súvisí najmä s intenzitou odparovacích procesov pri rôznych teplotách.

Absolútna vlhkosť vzduchu

Hlavné vlastnosti vlhkého vzduchu sú:

hustota vodnej pary vo vzduchu;
relatívna vlhkosť.

Definícia.Absolútna vlhkosť vzduchu- množstvo vlhkosti obsiahnuté v jednom kubickom metri vzduchu.

Označenieabsolútna vlhkosť: (ako je obvyklé označenie pre hustotu).

Jednotkyabsolútna vlhkosť: img="">

hmotnosť pary (vody) vo vzduchu, kg (v SI) alebo g;

I-19="">Relatívna vlhkosť

Na opis takéhoto vnímania bola zavedená nasledujúca veličina: relatívna vlhkosť.

Definícia.Relatívna vlhkosť– hodnota označujúca, ako ďaleko je para od nasýtenia.

To znamená, že hodnota relatívnej vlhkosti, jednoducho povedané, ukazuje nasledovné: ak je para ďaleko od nasýtenia, potom je vlhkosť nízka, ak je blízko, je vysoká.

Označenierelatívna vlhkosť: .

Jednotkyrelatívna vlhkosť: %.

Vzorec výpočty relatívna vlhkosť:

Img="" i-20="">Kondenzačný vlhkomer

Ako je zrejmé zo vzorca, zahŕňa absolútnu vlhkosť, ktorú už poznáme, a hustotu nasýtených pár pri rovnakej teplote. Vynára sa otázka: ako určiť druhú hodnotu? Na to existujú špeciálne zariadenia. zvážime kondenzačnývlhkomer(obr. 4) je prístroj, ktorý slúži na určenie rosného bodu.

Definícia.Rosný bod– teplota, pri ktorej sa para nasýti.

Ryža. 4. Kondenzačný vlhkomer (zdroj)

Čo robiť so získanou hodnotou teploty (rosný bod)? Existuje špeciálna tabuľka, do ktorej sa zadávajú údaje - aká hustota nasýtených vodných pár zodpovedá každému konkrétnemu rosnému bodu. Za zmienku stojí užitočná skutočnosť, že so zvyšujúcim sa rosným bodom sa zvyšuje aj hodnota zodpovedajúcej hustoty nasýtených pár. Inými slovami, čím je vzduch teplejší, tým väčšie množstvo vlhkosti môže obsahovať a naopak, čím je vzduch chladnejší, tým je maximálny obsah pár v ňom nižší.

Vlasový vlhkomer

Pozrime sa teraz na princíp fungovania iných typov vlhkomerov, prístrojov na meranie charakteristík vlhkosti (z gréckeho hygros - „mokrý“ a metero - „meriam“).

Vlasový vlhkomer(obr. 5) je zariadenie na meranie relatívnej vlhkosti, v ktorom vlasy, napríklad ľudské, pôsobia ako aktívny prvok.

Ryža. 5. Vlasový vlhkomer (zdroj)

Pôsobenie vlasového vlhkomeru je založené na vlastnosti odtučneného vlasu meniť svoju dĺžku pri zmene vlhkosti vzduchu (so zvyšujúcou sa vlhkosťou sa dĺžka vlasu zväčšuje, so znižovaním znižuje), čo umožňuje merať relatívnu vlhkosť. Vlasy sú natiahnuté cez kovový rám. Zmena dĺžky vlasov sa prenáša na šípku pohybujúcu sa po stupnici. Malo by sa pamätať na to, že vlasový vlhkomer neudáva presné hodnoty relatívnej vlhkosti a používa sa predovšetkým na domáce účely.

Psychrometer

Pohodlnejším a presnejším zariadením na meranie relatívnej vlhkosti je psychrometer (zo starogréckeho ψυχρός - „studený“) (obr. 6).

Tabuľky charakteristík vlhkosti

Obráťme sa na tabuľky, ktoré nám umožňujú určiť charakteristiky vlhkosti vzduchu.

teplota,

Tlak, mm. rt. čl.

Hustota pár

Nasýtená para.

Ak plavidlo s tesne zatvorte kvapalinu, množstvo kvapaliny sa najskôr zníži a potom zostane konštantné. Keď nie Menn Pri tejto teplote systém kvapalina-para dosiahne stav tepelnej rovnováhy a zostane v ňom tak dlho, ako si želáte. Súčasne s procesom odparovania dochádza aj ku kondenzácii, oba procesy v priemere kompnavzájom sa povzbudzovať. V prvom momente, po naliatí kvapaliny do nádoby a uzavretí, kvapalina budeodparí a hustota pár nad ním sa zvýši. Zároveň sa však zvýši počet molekúl vracajúcich sa do kvapaliny. Čím väčšia je hustota pary, tým väčší je počet jej molekúl, ktoré sa vracajú do kvapaliny. Výsledkom je, že v uzavretej nádobe pri konštantnej teplote sa vytvorí dynamická (mobilná) rovnováha medzi kvapalinou a parou, t. j. počet molekúl opúšťajúcich povrch kvapaliny po určitom čase. R toto časové obdobie sa bude v priemere rovnať počtu molekúl pary vracajúcich sa do kvapaliny za rovnaký čas b. Steam, no plávajúce v dynamickej rovnováhe so svojou kvapalinou sa nazýva nasýtená para. Toto je definícia podčiarknutiazdá sa, že v daný objem Pri danej teplote nemôže byť viac pary.

Tlak nasýtenej pary .

Čo sa stane s nasýtenou parou, ak sa objem, ktorý zaberá, zníži? Napríklad, ak stlačíte paru, ktorá je v rovnováhe s kvapalinou vo valci pod piestom, pričom teplota obsahu valca zostane konštantná. Keď sa para stlačí, rovnováha sa začne narúšať. Najprv sa hustota pár mierne zvýši a väčší počet molekúl sa začne pohybovať z plynu do kvapaliny ako z kvapaliny do plynu. Koniec koncov, počet molekúl opúšťajúcich kvapalinu za jednotku času závisí len od teploty a stlačenie pary toto číslo nemení. Proces pokračuje, kým sa opäť neustanoví dynamická rovnováha a hustota pár, a preto koncentrácia jeho molekúl nadobudne svoje predchádzajúce hodnoty. V dôsledku toho koncentrácia molekúl nasýtenej pary pri konštantnej teplote nezávisí od jej objemu. Keďže tlak je úmerný koncentrácii molekúl (p=nkT), z tejto definície vyplýva, že tlak nasýtenej pary nezávisí od objemu, ktorý zaberá. Tlak p n.p. tlak pár, pri ktorom je kvapalina v rovnováhe so svojimi parami, sa nazýva tlak nasýtených pár.

Závislosť tlaku nasýtených pár od teploty.

Stav nasýtenej pary, ako ukazuje skúsenosť, je približne opísaný stavovou rovnicou ideálneho plynu a jej tlak je určený vzorcom P = nkT So zvyšovaním teploty sa zvyšuje tlak. Keďže tlak nasýtených pár nezávisí od objemu, závisí teda iba od teploty. Avšak závislosť p.n. z T, zistené experimentálne, nie je priamo úmerné, ako v ideálnom plyne pri konštantnom objeme. So zvyšujúcou sa teplotou sa tlak skutočnej nasýtenej pary zvyšuje rýchlejšie ako tlak ideálneho plynu (obr.krivka odtoku 12). Prečo sa to deje? Keď sa kvapalina zahrieva v uzavretej nádobe, časť kvapaliny sa zmení na paru. V dôsledku toho sa podľa vzorca P = nkT zvyšuje tlak nasýtených pár nielen v dôsledku zvýšenia teploty kvapaliny, ale aj v dôsledku zvýšenia koncentrácie molekúl (hustoty) pary. V zásade je nárast tlaku so zvyšujúcou sa teplotou určený práve nárastom koncentrácie centrálny ii. (Hlavný rozdiel v správaní aideálny plyn a nasýtená para je, že pri zmene teploty pary v uzavretej nádobe (alebo pri zmene objemu pri konštantnej teplote) sa zmení hmotnosť pary. Kvapalina sa čiastočne mení na paru, alebo naopak para čiastočne kondenzujetsya. S ideálnym plynom sa nič také nestane.) Keď sa všetka kvapalina odparí, para prestane byť pri ďalšom zahrievaní nasýtená a jej tlak pri konštantnom objeme sa zvýšije priamo úmerná absolútnej teplote (pozri obr., časť krivky 23).

Vriaci.

Var je intenzívny prechod látky z kvapalného do plynného skupenstva, ktorý prebieha v celom objeme kvapaliny (nie len na jej povrchu). (Kondenzácia je opačný proces.) So zvyšujúcou sa teplotou kvapaliny sa zvyšuje rýchlosť vyparovania. Nakoniec tekutina začne vrieť. Pri vare sa v celom objeme kvapaliny vytvárajú rýchlo rastúce bubliny pary, ktoré vyplávajú na povrch. Teplota varu kvapaliny zostáva konštantná. Stáva sa to preto, že všetka energia dodávaná kvapaline sa vynakladá na jej premenu na paru. Za akých podmienok začína varenie?

Kvapalina vždy obsahuje rozpustené plyny, ktoré sa uvoľňujú na dne a stenách nádoby, ako aj na prachových časticiach suspendovaných v kvapaline, ktoré sú centrami odparovania. Kvapalné pary vo vnútri bublín sú nasýtené. So zvyšujúcou sa teplotou sa zvyšuje tlak nasýtených pár a bubliny sa zväčšujú. Pod vplyvom vztlakovej sily sa vznášajú nahor. Ak majú horné vrstvy kvapaliny nižšiu teplotu, dochádza ku kondenzácii pár v bublinách v týchto vrstvách. Tlak rýchlo klesá a bubliny sa zrútia. Kolaps nastáva tak rýchlo, že sa steny bubliny zrazia a vyvolajú niečo ako výbuch. Mnoho takýchto mikrovýbuchov vytvára charakteristický hluk. Keď sa tekutina dostatočne zahreje, bubliny prestanú srážať a vyplávajú na povrch. Kvapalina bude vrieť. Pozorne sledujte kanvicu na sporáku. Zistíte, že takmer prestane vydávať hluk skôr, ako sa uvarí. Závislosť tlaku nasýtených pár od teploty vysvetľuje, prečo bod varu kvapaliny závisí od tlaku na jej povrchu. Bublina pary môže rásť, keď tlak nasýtenej pary v nej mierne prevyšuje tlak v kvapaline, ktorý je súčtom tlaku vzduchu na povrchu kvapaliny (vonkajší tlak) a hydrostatického tlaku stĺpca kvapaliny. Var začína pri teplote, pri ktorej sa tlak nasýtených pár v bublinách rovná tlaku v kvapaline. Čím väčší je vonkajší tlak, tým vyšší je bod varu. A naopak, znížením vonkajšieho tlaku tým znížime bod varu. Odčerpaním vzduchu a vodnej pary z banky môžete priviesť vodu k varu pri izbová teplota. Každá kvapalina má svoj vlastný bod varu (ktorý zostáva konštantný, kým sa všetka kvapalina nevyvarí), ktorý závisí od tlaku nasýtených pár. Čím vyšší je tlak nasýtených pár, tým nižší je bod varu kvapaliny.

Vlhkosť vzduchu a jej meranie.

Vo vzduchu okolo nás je takmer vždy nejaké množstvo vodnej pary. Vlhkosť vzduchu závisí od množstva vodnej pary v nej obsiahnutej. Vlhký vzduch obsahuje vyššie percento molekúl vody ako suchý vzduch. Bolesť Veľký význam má relatívna vlhkosť vzduchu, o ktorej sa každý deň ozývajú správy o predpovedi počasia.

Čo sa týkaSilná vlhkosť je pomer hustoty vodnej pary obsiahnutej vo vzduchu k hustote nasýtenej pary pri danej teplote, vyjadrený v percentách (ukazuje, ako blízko je vodná para vo vzduchu k nasýteniu).

Rosný bod

Suchosť alebo vlhkosť vzduchu závisí od toho, ako blízko je jeho vodná para nasýteniu. Ak sa vlhký vzduch ochladí, para v ňom môže byť nasýtená a potom bude kondenzovať. Znakom, že para je nasýtená, je objavenie sa prvých kvapiek kondenzovanej kvapaliny - rosy. Teplota, pri ktorej sa para vo vzduchu nasýti, sa nazýva rosný bod. Rosný bod tiež charakterizuje vlhkosť vzduchu. Príklady: padajúca rosa ráno, zahmlievanie studeného skla, ak naň dýchate, tvorba kvapky vody na potrubí studenej vody, vlhkosť v pivniciach domov. Na meranie vlhkosti vzduchu sa používajú meracie prístroje - vlhkomery. Existuje niekoľko typov vlhkomerov, ale hlavné sú vlasové a psychrometrické.

Do sklenenej banky sa nalialo trochu vody a uzavrelo sa zátkou. Voda sa postupne odparovala. Na konci procesu zostalo na stenách banky len niekoľko kvapiek vody. Obrázok ukazuje graf závislosti koncentrácie od času n molekuly vodnej pary vo vnútri banky. Ktoré tvrdenie možno považovať za správne?

o 1) v sekcii 1 je para nasýtená a v sekcii 2 je nenasýtená

o 2) v sekcii 1 je para nenasýtená a v sekcii 2 je nasýtená

o 3) v oboch oblastiach je para nasýtená

2. Úloha č. D3360E

Relatívna vlhkosť v uzavretej nádobe je 60%. Aká bude relatívna vlhkosť, ak sa objem nádoby pri konštantnej teplote zmenší 1,5-krát?

5. Úloha č.4aa3e9

Relatívna vlhkosť v miestnosti pri teplote 20 ° C
rovných 70 %. Pomocou tabuľky tlaku nasýtenej vodnej pary určte tlak vodnej pary v miestnosti.

o 1)21,1 mm Hg. čl.

o 2) 25 mm Hg. čl.

o 3) 17,5 mmHg. čl.

o 4) 12,25 mm Hg. čl.

32. Úloha č.e430b9

Relatívna vlhkosť v miestnosti pri teplote 20°C je 70%. Pomocou tabuľky hustoty nasýtenej vodnej pary určte hmotnosť vody v kubickom metri miestnosti.

o 3)1,73⋅10 -2 kg

o 4) 1,21⋅10 -2 kg

33. Úloha č. DFF058

Na obrázku sú obrázky: bodkovaná čiara - graf tlaku nasýtených pár vody z teploty a súvislá čiara - proces 1-2 v dôsledku zmeny tlaku pary vody.

So zmenou tlaku vodnej pary sa mení absolútna vlhkosť vzduchu

1) zvýšenie

2) klesá

3) nie odo mňa

4) sa môže zvýšiť alebo znížiť

34. Úloha č.e430b9

Na určenie relatívnej vlhkosti vzduchu používajú rozdiel medzi suchým a vlhkým teplomerom (pozri ri-su-nok). Pomocou danej ri-sun-ka a tabuľky psi-chro-met-ri-che-určite, aká teplota (v mestách Celzia) sa nazýva suchý teplomer, ak je relatívna vlhkosť vzduchu v miestnosti -NII 60%.

35. Úloha č. DFF034

V co-su-de pod piestom je nesýtená para. Dá sa znova uviazať,

1) iso-bar-but-high-temp-pe-ra-tu-ru

2) pridanie ďalšieho plynu do nádoby

3) zväčšite objem pary

4) zníženie objemu pary

36. Úloha č. 9C5165

Relatívna vlhkosť v miestnosti je 40%. Ako sa vypracovať z koncentrácie n mo-le-kul vody vo vzduchu miestnosti a koncentrácia mo-le-kul vody v nasýtenej vodnej pare pri rovnakej teplote per-ra-tu-re?

1) n je 2,5-krát menej

2) n je 2,5-krát väčšie

3) n je o 40 % menej

4) o 40 % viac

37. Úloha č. DFF058

Relatívna vlhkosť vzduchu vo valci pod piestom je 60%. Vzduchová iso-ter-mi-che-ski bola stlačená, čím sa jej objem zmenšil na polovicu. Stala sa vysoká vlhkosť vzduchu

38. Úloha č.1BE1AA

V uzavretom qi-lin-dri-che-sky so-su-de je vlhký vzduch s teplotou 100 °C. Aby ste mali rosu na stenách tohto co-su-da, objem co-su-da je raz 25. Aká je aproximácia počiatočnej absolútnej vlhkosti vzduchu v co-su-de? Odpoveď sa uvádza v g/m 3 zaokrúhlená na celé čísla.

39. Úloha č. 0B1D50

Voda a jej para sa dlhodobo udržiavajú vo valcovej nádobe pod piestom. Piest sa začne pohybovať von z nádoby. Teplota vody a pary pritom zostáva nezmenená. Ako sa zmení hmotnosť kvapaliny v nádobe? Vysvetlite svoju odpoveď uvedením fyzikálnych zákonov, ktoré ste použili na vysvetlenie

40. Úloha č. C32A09

Voda a jej para sa dlhodobo udržiavajú vo valcovej nádobe pod piestom. Piest sa začne tlačiť do nádoby. Teplota vody a pary pritom zostáva nezmenená. Ako sa zmení hmotnosť kvapaliny v nádobe? Vysvetlite svoju odpoveď uvedením fyzikálnych zákonov, ktoré ste použili na vysvetlenie.

41. Úloha č. AB4432

V experimente ilustrujúcom závislosť teploty varu od tlaku vzduchu (obr. A ), voda vrie pod zvonom vzduchového čerpadla už pri izbovej teplote, ak je tlak dostatočne nízky.

Použitie grafu tlaku nasýtená para na teplote (obr. b ), uveďte, aký tlak vzduchu je potrebné vytvoriť pod zvonom čerpadla, aby voda vrela pri 40 °C. Vysvetlite svoju odpoveď uvedením toho, aké javy a vzorce ste použili na vysvetlenie.


(A)	(b)

42. Číslo úlohy E6295D

Relatívna vlhkosť vzduchu pri t= 36 °C je 80 %. Tlak nasýtených pár pri tejto teplote p n = 5945 Pa. Aké množstvo pary je obsiahnuté v 1 m 3 tohto vzduchu?

43. Úloha č. 9C5165

Muž v okuliaroch vošiel z ulice do teplej miestnosti a zistil, že sa mu zarosili okuliare. Aká musí byť vonkajšia teplota, aby k tomuto javu došlo? Teplota v miestnosti je 22°C a relatívna vlhkosť 50%. Vysvetlite, ako ste dostali odpoveď. (Na odpoveď na túto otázku si pozrite tabuľku tlaku pary vody.)

44. Číslo úlohy E6295D

V uzavretej miestnosti je para a určité množstvo vody. Ako sa pri izotermickom poklese objemu zmenia nasledujúce tri veličiny: dávať -le-nie v co-su-de, hmotnosť vody, hmotnosť pary? Pre každý ve-li-chi-ny, definícia co-from-ve-st-st-yu-sha-sha-rak-ter from-me-not:

1) sa zvýši;

2) zníženie;

3) nie odo mňa.

Zapíšte si vybrané čísla pre každú fyzickú veľkosť do tabuľky. Čísla v texte sa môžu opakovať.

45. Úloha č. 8BE996

Absolútna vlhkosť vzduchu v qi-lin-dri-che-su-de-su-de pod piestom sa rovná . Teplota plynu v co-su-de je 100 °C. Ako a koľkokrát je potrebné, aby izo-ter-mi-che-ski zmenila objem co-su-da, aby sa vytvorila na jej stenách Bola rosa?

1) znížte šitie 2-krát 2) zvýšte šitie 20-krát
3) znížte šitie 20-krát 4) zvýšte šitie 2-krát

46. Úloha č. 8BE999

V ex-pe-ri-men je ustálené, že súčasne je vzduch v miestnosti na stene st-ka-na s Pri studenej vode dochádza ku kondenzácii vodnej pary zo vzduchu, ak si znížiť teplotu na . Na základe výsledkov týchto ex-peri-manov sa stanoví vlhkosť vzduchu. Na rozhodnutie použite tabuľku. Mení sa relatívna vlhkosť vzduchu pri zvýšení teploty vzduchu v miestnosti, ak kondenzácia vodnej pary zo vzduchu bude mať rovnakú teplotu? Tlak a hustota nasýtenej vodnej pary pri rôznych teplotách v tabuľke:



7,7	8,8	10,0	10,7	11,4	12,11	12,8	13,6	16,3	18,4	20,6	23,0	25,8	28,7	51,2	130,5