В этой статье вы узнаете, что такое обозначение влажности воздуха и как оно связано с относительной влажностью. Также будут рассмотрены различные методы измерения влажности воздуха, чтобы вы могли выбрать наиболее подходящий для ваших нужд. Погрузитесь в мир влажности воздуха и узнайте, как ее контролировать!
Перейти к основному содержанию
На данном уроке, тема которого: «Влажность. Измерение влажности», мы обсудим свойства интенсивного и ненасыщенного водяного пара, тот, что неизменно присутствует в атмосфере.
На предыдущем уроке мы с вами познакомились с представлением «интенсивный пар». Как при постижении всяких тем и предметов, может появиться вопрос: «Где же мы пользуемся этим представлением, как мы его будем использовать?». Самое главное использование свойств интенсивного пара мы и обсудим на данном уроке.
Название темы наверно вам отлично знаменито, чай представление «влажность воздуха» вы весь день слышите, когда глядите либо слушаете прогноз погоды. Впрочем если вас спросят: «Что же воспринимается под влажностью воздуха?», вы вряд ли сразу дадите точное физическое определение.
Попробуем сформулировать, что же в физике воспринимается под влажностью воздуха. Раньше каждого, что это за вода содержится в воздухе? Чай таковой, скажем, является туман, ливень, облака и прочие атмосферные явления, проходящие с участием воды в том либо другом агрегатном состоянии. Если все эти явления рассматривать при изложении влажности, то как же проводить измерения? Теснее из таких примитивных рассуждений становится ясно, что интуитивными определениями тут не обойтись. На самом деле, речь идет раньше каждого о парах воды, которые содержатся в нашей атмосфере.
Атмосферный воздух является смесью газов, одним из которых и является водяной пар (рис. 1). Он вносит свой взнос в атмосферное давление, данный взнос называется парциальным давлением(а также упругостью) водяных паров.
Рис. 1. Составляющие атмосферного воздуха
Закон Дальтона
Основные обоснованности, которые мы с вами получали в границах постижения молекулярно-кинетической теории, относятся к так называемым чистым газам, т. е. газам, состоящим из атомов либо молекул одного сорта. Впрочем дюже зачастую доводится иметь дело со смесью газов. Самым простым и распространенным примером такой смеси является атмосферный воздух, тот, что окружает нас. Как мы знаем, он на 78 % состоит из азота, на 21 % с лишним – из кислорода, а оставшийся процент занимают водяные пары и другие газы.
Рис. 2. Состав атмосферного воздуха
Каждый из газов, тот, что входит в состав воздуха либо всякий иной смеси газов, безоговорочно, вносит свой взнос в всеобщее давление данной смеси газов. Взнос всякого отдельного такого компонента носит названиепарциальное давление газа,т. е. то давление, которое оказывал бы данный газ в отсутствии других компонент смеси.
Английский химик Джон Дальтон экспериментальным путем установил, что для разреженных газовых смесей всеобщее давление есть простая сумма парциальных давлений всех компонент смеси:
Данное соотношение носит наименование закона Дальтона.
Доказательство закона Дальтона в границах молекулярно-кинетической теории правда и не особенно трудное, впрочем довольно массивное, следственно приводить тут мы его не будем. Добротно же пояснять данный закон довольно примитивно, если учесть тот факт, что мы пренебрегаем взаимодействием между молекулами, т. е. молекулы представляют собой упругие шары, которые могут только сталкиваться друг с ином и со стенками сосуда. На практике модель безукоризненного газа отменно работает лишь для довольно разреженных систем. В случае же плотных газов будут отслеживаться отклонения от выполнения закона Дальтона.
Парциальное давление pводяных паров является одним из показателей влажности воздуха, тот, что измеряется в паскалях либо миллиметрах ртутного столба.
Давление водяного пара зависит от концентрации его молекул в воздухе, а также от безусловной температуры последнего. Почаще за колляцию влажности принимают плотность?водяного пара, содержащегося в воздухе, она называется абсолютной влажностью.
Абсолютная влажность показывает, сколько граммов водяного пара содержится в воздуха. Соответственно, единица измерения безусловной влажности -.
Оба упомянутых показателя влажности связаны уравнением Менделеева-Клапейрона:
– молярная масса водяного пара;
– его безусловная температура.
То есть, зная один из показателей, скажем плотность, мы можем легко определить иной, то есть давление.
Мы с вами знаем, что водяной пар может быть как ненасыщенным, так и интенсивным. Пар, находящийся в термодинамическом равновесии с жидкостью того же состава, именуется интенсивным. Ненасыщенный пар – пар, не достигший динамического баланса со своей жидкостью. В этом случае баланс между процессами конденсации и испарения отсутствуют.
В целом водяной пар в атмосфере, невзирая на присутствие большого числа водоемов: океанов, морей, рек, озер и так дальше – является ненасыщенным, чай наша атмосфера не закрытый сосуд. Впрочем перемещение воздушных масс: ветра, циклоны и так дальше – приводят к тому, что в различных точках Земли в весь момент времени отслеживается различное соотношение между скоростями конденсации и испарением воды, в итоге чего в отдельных местах пар может добиваться насыщения. К чему это приводит? К тому, что в такой местности пар начинает конденсироваться, чай мы помним, что интенсивный пар неизменно контактирует со своей жидкостью. Как итог, может образоваться туман либо облака, вывалиться роса. Температура, при которой пар становится интенсивным, называетсяточкой росы.Давление водяного пара (интенсивного) в точке росы обозначим.
Подумайте, отчего роса, как водится, выпадает ранним утром? Что в данный момент суток происходит с температурой, а следственно, и с предельным давлением, с давлением интенсивного пара? Видимо, что умение безусловной влажности либо парциального давления водяного пара не дает нам никакого представления о том, насколько близок либо далек данный пар от насыщения. А чай именно от этой удаленности либо близости к насыщению и зависит скорость процессов испарения и конденсации, т. е. тех процессов, которые и обуславливают функционирование живых организмов.
Если испарение превалирует над конденсацией, то организмы и почва теряют влагу (рис. 3). Если превалирует конденсация, то становятся немыслимыми процессы сушки (рис. 4).Перед нами стоит надобность улучшить представление влажности; представление безусловной влажности, как мы только что удостоверились, не всецело описывает все нужные нам явления.
Рис. 3. Испарение превалирует над конденсацией
Рис. 4. Конденсация превалирует над испарением
Еще раз обсудим тему. Сделаем это на простом примере. Представьте себе, что в некотором транспортном средстве находится 20 человек. Много это либо немного, т. е. вот эта безусловная величина 20 человек? Безусловно, что мы не сумеем сказать, много это либо немного, до тех пор пока не будем знать максимальную вместимость данного автомобиля либо транспортного средства. 20 человек в легковой машине – это, безусловно, много, это реально нереально, а 20 человек в большом автобусе не так уж и много. Подобно и в случае с безусловной влажностью, т. е. с парциальным давлением водяного пара, нам нужно его с чем-то сопоставлять. С чем же сопоставлять это парциальное давление? Результат нам подсказывает прошлый урок. Какое главное, специальное значение есть у давления водяного пара? Это давление интенсивного водяного пара. Если мы будем сопоставлять парциальное давление водяного пара при данной температуре с давлением интенсивного водяного пара при этой же температуре, мы сумеем вернее охарактеризовать ту самую влажность воздуха. Дабы охарактеризовать удаленность состояния пара от насыщения, ввели особую величину, называемуюотносительной влажностью.
Относительной влажностьювоздуха называют выраженное в процентах отношение давления водяного пара, содержащегося в воздухе, к давлению интенсивного пара при той же температуре:
Теперь ясно, что чем поменьше относительная влажность, тем дальше тот либо другой пар от насыщения. Так, скажем, если значение относительной влажности равно 0, то реально водяного пара в воздухе нет. Т. е. у нас немыслима конденсация, а при значении относительной влажности 100 % каждый водяной пар, тот, что находится в воздухе, является интенсивным, т. к. его давление равно как раз давлению интенсивного водяного пара при данной температуре. Вот таким вот методом мы сейчас верно определили, что же такое та самая влажность, значение которой нам всякий раз информируют в прогнозах погоды.
Воспользовавшись уравнением Менделеева-Клапейрона, мы можем получить для относительной влажности альтернативную формулу, в которую входит сейчас значение плотности водяного пара, содержащегося в воздухе, и плотность интенсивного пара при той же температуре.
Давление и плотность пара;
Давление и плотность интенсивного пара при данной температуре ;
Универсальная газовая непрерывная.
Формула относительной влажности:
Плотность водяного пара, содержащегося в воздухе;
Плотность интенсивного пара при той же температуре.
Влияние интенсивности испарения и конденсации воды на живые организмы
Люди дюже восприимчивы к значению относительной влажности, от нее зависит интенсивность испарения влаги с поверхности кожи. При высокой влажности, исключительно в жаркий день, это испарение уменьшается, в итоге чего нарушается типичный теплообмен организма с окружающей средой. В сухом воздухе, напротив, происходит стремительное испарение влаги с поверхности кожи, от чего высыхают, скажем, слизистые оболочки дыхательных путей. Особенно благоприятной для человека является относительная влажность в промежутке 40-60 %.
Важна также роль водяного пара в образовании погодных условий. Конденсация водяного пара приводит к образованию облаков и дальнейшему выпадению осадков, что, безоговорочно, имеет значение для всяких аспектов нашей жизни и для народного хозяйства. Во многих производственных процессах поддерживаются неестественные режимы влажности. Примером таких процессов являются ткацкие, кондитерские, фармацевтические цеха и многие другие. В библиотеках и музеях для сохранения книг и экспонатов также значимо поддерживать определенное значение относительной влажности, следственно в таких учреждениях во всех помещениях непременно на стене висит психрометр – прибор для измерения относительной влажности.
Для расчета относительной влажности, как мы только что удостоверились, нам нужно знать значение давления либо плотности интенсивного пара при данной температуре.
На прошлом уроке, постигая интенсивный пар, мы говорили об этой зависимости, впрочем ее аналитический вид крайне труден, наших математических умений еще не довольно. Как же быть в этом случае? Выход дюже примитивен: взамен записи этих формул в аналитическом виде, мы будем пользоваться таблицами значения давления и плотности интенсивного пара при данной температуре (табл. 1). Эти таблицы есть как в учебниках, так и в любом справочнике технических величин.
Табл. 1. Связанность давления и плотности интенсивного водяного пара от температуры
Теперь разглядим метаморфоза относительной влажности с температурой. Чем выше температура, тем поменьше относительная влажность. Отчего и как, разглядим на примере задачи.
Задача
В некотором сосуде пар становится интенсивным при. Какова будет его относительная влажность при,, ?
Поскольку речь идет о паре в сосуде, то объем пара остается постоянным при изменении температуры. Помимо этого, нам нужна таблица зависимости давления и плотности интенсивного пара от температуры (табл. 2).
Табл. 2. Зависимости давления и плотности интенсивного пара от температуры
Решение:
Из текста вопроса ясно, что при,, чай именно при этом значении пар становится интенсивным, т. е. из определения относительной влажности мы имеем:
В числителе стоит плотность имеющегося в сосуде водяного пара, а в знаменателе находится плотность отсутствующего в сосуде интенсивного пара при той же температуре. Что будет протекать с величиной влажности при увеличении температуры? Числитель, с учетом замкнутости сосуда, изменяться не будет. Подлинно, от того что не происходит конденсации и нет обмена веществом с внешним миром, то масса пара, а совместно с ней и его плотность, сохранят свои значения. А знаменатель, как мы знаем из прошлого урока, растет с температурой, следственно относительная влажность будет уменьшаться. Плотность пара в сосуде при дозволено вычислить из приведенной формулы:
Эту же плотность пар будет иметь и при всех остальных температурах. Следственно, для вычисления влажности нам будет довольно знать значение плотности интенсивного пара при всех заданных температурах, и мы сразу можем получить результаты. Значение плотности интенсивного пара возьмем из таблицы. Подставляя поочередно значения в формулу для влажности, получим такие результаты:
Ответ:
Пример решения нормальной задачи на определение относительной влажности
При решении таких задач значимо знать, что давление интенсивного пара зависит от температуры, но не зависит от объема.
Условие задачи:
В сосуде находится воздух, относительная влажность которого при температуре равна. Какой будет относительная влажность позже уменьшения объема сосуда в n раз (n = 3) и нагревания газа до температуры ? Плотность интенсивных водяных паров при температуре равна.
Ход решения:
Из определения относительной влажности мы можем записать, что при температуре безусловная влажность, до сжатия, равна:
А позже сжатия:
То есть при уменьшении объема в раз при непрерывной массе плотность возрастает в раз.
После сжатия масса влаги, доводящаяся на единицу объема сосуда, не только в виде паров, но и в виде сконденсировавшееся жидкости, если появились данные для конденсации, будет равна:
При температуре давление интенсивных водяных паров равно типичному атмосферному давлению, мы об этом говорили на прошлом уроке, и составляет:
А их плотность, если воспользоваться уравнением Менделеева-Клапейрона, может быть рассчитана по формуле:
Где, т. к. в сосуде будет ненасыщенный пар с относительной влажностью:
Выражая эту влажность в процентах, мы получим значение 2,9 %.
Ответ:.
А сейчас побеседуем не только о том, что такое влажность, но и о том, как эту самую влажность дозволено измерять. Особенно распространенным инструментом для таких измерений служит так называемый гигрометрический психрометр, тот, что представлен на рис. 5.
Рис. 5. Гигрометрический психрометр
На стойке закреплены два термометра с идентичными шкалами. Ртутный резервуар одного из них обвернут во сырую тряпочку (рис. 8).
Рис. 6. Термометры гигрометрического психрометра
Вода с этой тряпочки испаряется, вследствие чему сам термометр охлаждается, соответственно, термометры носят наименование сухой и сырой (рис. 7).
Рис. 7. Сухой и сырой термометры гигрометрического психрометра
Чем огромнее относительная влажность окружающего воздуха, тем менее насыщенно, слабее идет испарение воды с влажной тряпочки, тем поменьше разность в показаниях сухого и влажного термометров. Т. е. при ? = 100 % вода не будет испаряться, т. к. каждый водяной пар является интенсивным, и показания обоих термометров будут совпадать. При разность показаний термометров будет максимальной. Таким образом, по разности показаний термометров с подмогой особых психометрических таблиц (почаще каждого такая таблица сразу помещена на корпусе самого прибора) и определяют значение относительной влажности.
Как мы знаем, огромная часть поверхности нашей планеты покрыта Мировым океаном, следственно вода и все процессы, протекающие с ней, в частности испарение и конденсация, играют наиглавнейшую роль во всех процессах нашей жизнедеятельности. Мы сами дали суровое определение представлений «безусловная влажность» и «относительная влажность». Реально это физическая величина, относительная влажность показывает, на сколько атмосферный пар отличается от интенсивного.
Список литературы
- Касьянов В.А. Физика 10 класс. – М.: Дрофа, 2010.
- Мякишев Г.Я., Синяков А.З. Молекулярная физика. Термодинамика. – М.: Дрофа, 2010.
- Интернет-портал WorldOfSchool.ru ()
- Интернет-портал «Физика. Ветхие учебники» ()
Домашнее задание
- Чем отличаются безусловная влажность и относительная влажность?
- Что дозволено измерить с поддержкой гигрометра психрометрического и каков его тезис действия?
- Из каких парциальных давлений складывается атмосферное давление?
Внимание! Заблаговременный просмотр слайдов применяется экстраординарно в ознакомительных целях и может не давать представления о всех вероятностях презентации. Если вас заинтересовала данная работа, пожалуйста, загрузите полную версию.
- обеспечить усвоение понятия влажность воздуха;
- развивать самостоятельность учащихся; мышление; знание делать итоги;становление фактических навыков при работе с физическим оборудованием;
- показать практическое использование и значимость данной физической величины.
Тип урока: урок постижения нового материала.
Оборудование:
- для общей работы: стакан с водой, термометр, кусок марли; нитки, психрометрическая таблица.
- для демонстраций: психрометр, волосяной и конденсационный гигрометры, груша, спирт.
Ход урока
I. Повторение и проверка домашнего задания
1. Сформулируйте определение процессов парообразования и конденсации.
2. Какие виды парообразования вы знаете? Чем они отличаются друг от друга?
3. При какихусловиях происходит испарение жидкости?
4. От какихфакторов зависит скорость испарения?
5.Что такое удельнаятеплота парообразования?
6. На чторасходуется подводимое число теплоты при парообразовании?
7. Отчего приветрежара переносится легче?
8. Идентична ли внутренняя энергия 1 кг воды и пара при температуре 100 о С
9. Отчего вода в бутылке, плотно закрытой пробкой, не испаряется?
II.Изучение нового материала
Водяной пар в воздухе, невзирая на громадные поверхности рек, озер, океановне является интенсивным, атмосфера открытый сосуд. Движение воздушных масс приводит к тому, что в одних местах в данный момент испарение воды господствует над конденсацией, а в иных напротив.
Атмосферный воздух представляет собой смесь разных газов и водяного пара.
Давление, которое производил бы водяной пар, если бы все остальные газыотсутствовали, называютпарциальным давлением(или упругостью)водяного пара.
За отзыв влажности воздуха может быть принята плотность водяного пара, содержащегося в воздухе. Эту величину называют абсолютной влажностью[г/м 3 ].
Знания парциального давления водяного пара либо безусловной влажности ничего не говорят, насколько водяной пар далек от насыщения.
Для этого вводят величину, показывающую, насколько водяной пар при данной температуре близок к насыщению –относительная влажность.
Относительной влажностью воздуха называют отношение безусловной влажности воздухак плотности 0 интенсивного водяного пара при той же температуре, выраженной в процентах.
Р – парциальное давление при данной температуре;
Р 0 – давление интенсивного пара при той же температуре;
Абсолютная влажность;
0 – плотность интенсивного водяного пара при данной температуре.
Давление и плотность интенсивного пара при разных температурах дозволено обнаружить, воспользовавшись особыми таблицами.
При охлаждении влажного воздуха при непрерывном давлении его относительная влажность возрастает, чем ниже температура, тем ближе парциальное давление пара в воздухе к давлению интенсивного пара.
Температура t,до которой должен охладиться воздух, дабы находящийся в нем пар добился состояния насыщения (при данной влажности, воздуха и непоколебимом давлении), называетсяточкой росы.
Давление интенсивного водяного пара при температуре воздуха равной точке росы,есть парциальное давление водяного пара, содержащегося в атмосфере. При охлаждении воздуха до точки росы начинается конденсация паров:появляется туман, выпадаетроса.Точка росы также характеризует влажность воздуха.
Влажность воздуха дозволено определить особыми приборами.
1.Конденсационный гигрометр
С его подмогой определяют точку росы. Это особенно точный метод метаморфозы относительной влажности.
2.Волосяной гигрометр
Его действиеосновано на свойстве обезжиренного человеческого волоса удлиняться при увеличении относительной влажности.
Применяется в тех случаях, когда в определении влажности воздуха не требуется крупной точности.
3.Психрометр
Обычно пользуются в тех случаях, когда требуется довольно точное и стремительное определение влажности воздуха.
Значение влажности воздуха для живых организмов
При температуре 20-25°С особенно благоприятным для жизни человека считается воздух с относительной влажностью от 40% до 60%. Когда окружающая среда имеет температуру больше высокую, чем температура тела человека, то происходит усиленное потоотделение. Обильное выделение пота ведет к охлаждению организма. Впрочем такое потоотделение является существенной нагрузкой для человека.
Относительная влажность ниже 40% при типичной температуре воздуха также пагубна, потому что приводит к усиленной потере влаги организмов, что ведет к его обезвоживанию. Исключительно низкая влажность воздуха в помещениях в зимнее время; она составляет 10-20%. При низкой влажности воздуха происходит быстрое испарение влаги с поверхности и высыхание слизистой оболочки носа, гортани, легких, что может привести к ухудшению самочувствия. Также при низкой влажности воздуха во внешней среде дольше сохраняются патогенные микробы, а на поверхности предметов скапливается огромнее статического заряда. Следственно в зимнее время в жилых помещениях производят увлажнение с подмогой пористых увлажнителей. Отменными увлажнителями являются растения.
Если относительная влажность высокая, то мы говорим, что воздух влажный и удушливый. Высокая влажность воздуха действует угнетающе, от того что испарение происходит дюже медлительно. Насыщенность паров воды в воздухе в этом случае высока, в итоге чего молекулы из воздуха возвращаются в жидкость примерно так же стремительно, как и испаряются. Если пот с тела испаряется медлительно, то тело охлаждается дюже слабо, и мы ощущаем себя не вовсе удобно. При относительной влажности 100% испарение вообще не может протекать – при таких условиях мокрая одежда либо влажная кожа никогда не высохнут.
Из курса биологии вы знаете о многообразных приспособлениях растений в засушливых местностях. Но растения приспособлены и к высокой влажности воздуха. Так, родина Монстеры – сырой экваториальный лес Монстера при относительной влажности, близкой к 100%, ревет, она удаляет избытки влаги через отверстия в листьях – гидатоды. В современных зданиях производится кондиционирование воздуха создание и поддержание в закрытых помещениях воздушной среды, наиболее благоприятной для самочувствия людей. При этом механически регулируется температура, влажность, состав воздуха.
Исключительное значение для образования заморозка имеет влажность воздуха. Если влажность огромна и воздух близок к насыщению парами, то при понижении температуры воздух может стать интенсивным и начнет выпадать роса.Но при конденсации водяных паров выдается энергия (удельная теплота парообразования при температуре, близкой к 0 °С, равна 2490 кДж/кг), следственно воздух у поверхности почвы при образовании росы не будет охлаждаться ниже точки росы и вероятность наступления заморозка уменьшится. Вероятность заморозка зависит, во-первых, от быстроты понижения температуры и,
Во-вторых, от влажности воздуха. Довольно знать одно из этих данных, дабы больше либо менее верно предсказать вероятность заморозка.
Вопросы на повторение:
- Что воспринимается под влажностью воздуха?
- Что называют безусловной влажностью воздуха? Какая формула выражает толк этого представления? В каких единицах ее выражают?
- Что такое эластичность водяного пара?
- Что называют относительной влажностью воздуха? Какие формулы выражают толк этого представления в физике и метеорологии? В каких единицах ее выражают?
- Относительная влажность воздуха 70%, что это значит?
- Что называют точкой росы?
С подмогой каких приборов определяют влажность воздуха? Каковы субъективные ощущения влажности воздуха человеком? Начертив рисунок, объясните устройство и тезис работы волосяного и конденсационного гигрометров и психрометра.
Содержание
Лабораторная работа №4 Измерение относительной влажности воздуха
Цель:обучиться определять относительную влажность воздуха,развить утилитарные навыи при работе с физическим оборудованием.
Оборудование: термометр, марлевый бинт, вода, психометрическая таблица
Ход урока
Перед выполнением работы нужно обратить внимание учащихся не только на оглавление и ход выполнения работы, но и на правила обращения с термометрами и стеклянными сосудами. Необходимо напомнить, что все время, пока термометр не применяется для измерений, он должен находиться в футляре. При измерении температуры термометр следует удерживать за верхний край. Это дозволит определить температуру с наибольшей точностью.
Первые измерения температуры следует провести сухим термометром Эта температура в аудитории во время работы не изменится.
Для измерения температуры влажным термометром отличнее в качестве ткани взять ломтик марли. Марля дюже классно впитывает и перемещает воду от влажного края к сухому.
Используя психрометрическую таблицу, легко определить значение относительной влажности.
Пустьt c = h= 22 °С,t m = t 2= 19 °С. Тогдаt = t c–1 Ш =3 °С.
По таблице находим относительную влажность. В данном случае она равна 76%.
Для сопоставления дозволено измерить относительную влажность воздуха на улице. Для этого группу из 2-х-3 учеников, благополучно совладавших с стержневой частью работы, дозволено попросить провести схожие измерения на улице. Это должно занять не больше 5 минут. Полученное значение влажности дозволено сравнить с влажностью в классе.
Итоги работы подводят в итогах. В них следует подметить не только формальные значения итоговых итогов, но и указать поводы, которые приводят к погрешностям.
III. Решение задач
Так как данная лабораторная работа довольно примитивна по оглавлению и невелика по объему, оставшуюся часть урока дозволено посвятить решению задач по постигаемой теме. Для решения задач не неукоснительно, дабы все ученики стали решать их единовременно. По мере выполнения работы они могут получать задания индивидуально.
Можно предложить следующие примитивные задачи:
На улице идет леденящий осенний ливень. В каком случае стремительней высохнет белье, развешенное на кухне: когда форточка открыта, либо когда закрыта? Отчего?
Влажность воздуха равна 78%, а показание сухого термометра равно 12 °С. Какую температуру показывает сырой термометр?(Результат:10 °С.)
Разность в показаниях сухого и влажного термометров равна 4 °С. Относительная влажность воздуха 60%. Чему равны показания сухого и влажного термометра?(Результат: t c -l9°С,t m= 10 °С.)
Для типичного существования растительной клетки нужно ее насыщение водой. Для водорослей оно является натуральным следствием условий их существования, у растений суши достигается в итоге 2-х противоположных процессов: поглощения воды корнями и испарения. Для удачного фотосинтеза хло-!рофиллоносные клетки наземных растений обязаны поддерживать самое узкое соприкосновение с окружающей атмосферой, снабжающей их нужным для них углекислым газом; впрочем это узкое соприкосновение неминуемо приводит к тому, что насыщающая клетки вода постоянно испаряется в окружающее пространство, и та же ясная энергия, которая доставляет растению нужную для фотосинтеза энергию, поглощаясь хлорофиллом, содействует нагреванию листа, а тем самым и усилению процесса Испарения.
Очень немногие, и притом низко организованные, растения, например мхи и лишайники, могут выдерживать долгие перерывы в водоснабжении и переносить это время в состоянии полного иыеыхания. Из высших растений к этому способны лишь некоторые представители скальной и пустынной флоры, скажем осока, распространенная в песках Каракумов. Для огромного большинства растений такое высыхание было бы губительно, а потому сход воды у них приблизительно равен ее приходу.
Чтобы представить себе масштабы испарения воды растениями, приведем такой пример: за один вегетационный период одно Цветение подсолнечника либо кукурузы испаряет до 200 кг и больше воды, т. е. внушительных размеров бочку! При таком активном расходе требуется не менее активное добывание воды. Для этого (Мужит корневая система, размеры которой велики счеты числа корней и корневых волосков для озимой ржи дали следующие восхитительные цифры: корней оказалось примерно четырпл дцать миллионов, всеобщая длина всех корней 600 км, а их всеобщая по верхность около 225 м 2. На этих корнях было около 15 миллиардом корневых волосков всеобщей площадью в 400 м 2.
Количество воды, расходуемое растением в течение своем жизни, в крупный степени зависит от микроклимата. В жарком сухом микроклимате растения потребляют не поменьше, а изредка даже огромнее во ды, чем в микроклимате больше влажном, у этих растений больше развита корневая система и меньшее становление имеет листовая поверхносп. Поменьше каждого расходуют воду растения сырых, тенистых тропических лесов, берегов водоемов: у них тонкие широкие листья, слабые корневая и проводящая системы. У растений засушливых здешне стей, где воды в почве дюже немного, а воздух жгуч и сух, наблюда ются многообразные приемы приспособления к этим грозным условиям. Увлекательны растения пустынь. Это, скажем, кактусы растения с толстыми мясистыми стволами, листья которых превра тились в колючки. У них незначительная поверхность при большом объеме, толстые покровы, немного проницаемые для воды и водяного пара, с немногочисленными, примерно неизменно закрытыми устьицами. Следственно даже в крепкую жару кактусы испаряют немного воды.
У других растений зоны пустынь (верблюжьей колючки, степной люцерны, полыни) тонкие листья с обширно открытыми устьицами, которые активно ассимилируют и испаряют, за счет чего гораздо снижается температура листьев. Зачастую листья бывают покрыты густым слоем серых либо белых волосков, представляющих как бы полупрозрачный экран, охраняющий растения от перегревания и снижающий интенсивность испарения.
Многие растения пустынь (ковыль, перекати-поле, вереск) имеют суровые, кожистые листья. Такие растения способны переносить долгое завядание. В это время их листья скручиваются в трубку, причем устьица находятся внутри нее.
Условия испарения зимой круто меняются. Из мерзлой почвы корни не могут всасывать воду. Следственно за счет листопада уменьшается испарение влаги растением. Помимо того, при отсутствии листьев поменьше снега задерживается на кроне, что предохраняет растения от механических повреждений.
Роль процессов испарения для животных организмов
Испарение – это особенно легко регулируемый метод меньшения внутренней энергии. Каждые данные, затрудняющие спарение, нарушают регулирование теплоотдачи организма. Так, ожаная, резиновая, клеенчатая, синтетическая одежда затрудняет егулировку температуры тела.
Для терморегуляции организма значимую роль играет потоотделение, оно обеспечивает постоянство температуры тела человека ли звериного. За счет испарения пота уменьшается внутренняя нергия, вследствие этому организм охлаждается.
Нормальным для жизни человека считается воздух с относительной влажностью от 40 до 60%. Поэтому в помещениях необходимо предусмотреть систему вентиляции, устройство которой можно посмотреть на этом веб сайте. Когда окружающая среда имеет температуру больше высокую, чем тело человека, то происходит усиленное. Обильное выделение пота ведет к охлаждению организма, помогает трудиться в условиях высокой температуры. Впрочем такое энергичное потоотделение является существенной нагрузкой для человека! Если еще при этом безусловная влажность высока, то жить и трудиться становится еще тяжелее (сырые тропики, некоторые цеха, скажем красильные).
Относительная влажность ниже 40% при типичной температуре воздуха тоже пагубна, потому что приводит к усиленной потере влаги организмом, что ведет к его обезвоживанию.
Очень увлекательны с точки зрения терморегуляции и роли процессов испарения некоторые живые существа. Вестимо, скажем, что верблюд может две недели не пить. Объясняется это тем, что он дюже экономно расходует воду. Верблюд примерно не потеет даже в сорокаградусную жару. Его тело покрыто густой и плотной шерстью – шерсть выручает от перегрева (на спине верблюда в горячий полдень она нагрета до восьмидесяти градусов, а кожа под ней -лишь до сорока!). Шерсть препятствует и испарению влаги из организма (у стриженого верблюда потоотделение нарастает на 50%). Верблюд никогда, даже самый крепкий зной, не раскрывает рта: чай со слизистой оболочки ротовой полости, если открыть обширно рот, испаряете много воды! Частота дыхания верблюда дюже низка -8 раз минуту. За счет этого поменьше воды уходит из организма с воздухом. В жару, впрочем, частота дыхания его возрастает до 16 раз в минуту. (Сравните: бык при этих же условиях дышит 250, а собака – 300-400 раз в минуту.) Помимо того, температура тела верблюда понижается ночью до 34°, а днем, в жару, возрастает до 40-41°. Это дюже значимо для экономии воды. У верблюда имеется так же дюже любознательное адаптация для сохранения воды впрок Вестимо, что из жира, когда он сгорает в организме, получается много воды – 107 г из 100 г жира. Таким образом, из своих горбои верблюд при необходимости может извлечь до полцентнера воды.
С точки зрения экономии в расходовании воды еще больше ошеломительны заокеанские тушканчиковые прыгуны (кенгуровые крысы). Они вообще никогда не пьют. Кенгуровые крысы живут и пустыне Аризона и грызут семена и сухие травы. Примерно каждая вода, которая имеется в их теле, эндогенная, т.е. получается в клетках при переваривании пищи. Навыки показали, что из 100 г перловой кру пы, которой кормили кенгуровых крыс, они получали, переварив и окислив ее, 54 г воды!
В теплорегуляции птиц крупную роль играют воздушные мешки. В жаркое время с внутренней поверхности воздушных меш ков испаряется влага, что содействует охлаждению организма. II связи с этим птица в жаркую погоду открывает клюв.(Кац //./>Биофизика на уроках физики. – М.: Просвещение, 1974).
п. Независимая работа
Какоеколичество теплоты выделится мриполном сгорании 20 кг каменного угля?(Результат:418 МДж)
Какое число теплоты выделится при полном сгорании 50 л метана? Плотность метана примите равной 0,7 кг/м 3.(Результат: -1,7МДж)
На стаканчике с йогуртом написано: энергетическая ценность 72 ккал. Выразите энергетическую ценность продукта в Дж.
Теплота сгорания суточного рациона питания для школьников вашего возраста составляет около 1,2 МДж.
1) Довольно ли для вас потребление в течение для 100 г толстого творога, 50 г пшеничного хлеба, 50 г говядины и 200 г картофеля. Нужные добавочные данные:
- творог толстый 9755;
- хлеб пшеничный 9261;
- говядина 7524;
- картофель 3776.
2) Довольно ли для вас потребление в течение дня 100 г окуня, 50 г свежих огурцов, 200 г винограда, 100 г ржаного хлеба, 20 г подсолнечного масла и 150 г сливочного мороженого.
Удельная теплота сгорания q x 10 3, Дж/кг:
- окунь 3520;
- огурцы свежие 572;
- виноград 2400;
- хлеб ржаной 8884;
- масло подсолнечное 38900;
- мороженое сливочное 7498.,
(Результат: 1) Потреблено приблизительно 2,2 МДж – довольно; 2) Потребленок3,7 МДж – довольно.)
При подготовке к урокам в течение 2-х часов вы тратите около 800 кДж энергии. Восстановите ли вы резерв энергии, если выпьете 200 мл обезжиренного молока и съедите 50 г пшеничного хлеба? Плотность обезжиренного молока равна 1036 кг/м 3.(Результат:Потреблено приблизительно 1 МДж – довольно.)
Воду из мензурки перелили в сосуд, нагреваемый пламенем спиртовки, и испарили. Рассчитайте массу сгоревшего спирта. Нагреванием сосуда и потерями на нагревание воздуха дозволено пренебречь.(Результат:1,26 г.)
- Какое число теплоты выделится при полном сгорании 1 т антрацита?(Результат:26,8. 109 Дж.)
- Какую массу биогаза нужно спалить, дабы выделилось 50 МДж теплоты?(Ответ: 2кг.)
- Какое число теплоты выделится при сгорании 5 л мазута. Плотностьмазута примите равной 890 кг/м 3.(Результат:примерно173 МДж.)
На коробке конфет написано: калорийность 100 г 580 ккал. Выразите нилорийность продукта в Дж.
Изучите этикетки различных пищевых продуктов. Запишите энергети-I, скую ценность (калорийность) продуктов, выразив ее в джоулях либо ка-Юриях (килокалориях).
При езде на велосипеде за 1 час вы тратите приблизительно 2 260 000 Дж щергии. Восстановите ли вы резерв энергии, если съедите 200 г вишни?
Для колляции влажности воздуха применяют следующие величины: безусловную, максимальную и относительную влажность, недобор насыщения, точку росы.
Абсолютной влажностьюназывают число водяных паров в граммах, содержащееся в данное время в 1 м? воздуха.
Максимальная влажность– это число водяных паров в граммах, содержащееся в 1 м? воздуха в момент полного насыщения.
Относительной влажностьюназывается отношение безусловной влажности к максимальной, выраженной в процентах.
Дефицитом насыщенияназывают разность между максимальной и безусловной влажностью.
Точка росы –температура, при которой величина безусловной влажности равна максимальной.
При оценке влажности воздуха наибольшее значение имеет величина относительной влажности.
Относительная влажность может быть измерена гигрометром либо психрометром. Основу гигрометра составляет обезжиренный человеческий волос, объединенный через блок со стрелкой, которая движется по шкале. Волос удлиняется при увеличении влажности воздуха и становится короче при ее уменьшении.
Психрометры состоят из 2-х идентичных термометров (ртутных либо спиртовых), резервуар одного из них покрыт тканью, которая заранее увлажняется дистиллированной водой. При испарении воды резервуар охлаждается. По разности температур судят о влажности воздуха, потому что интенсивность испарения зависит от степени насыщения окружающего воздуха водяными парами. Используют психрометры 2-х типов: не перемещаемый (Августа) и аспирационный (Ассмана).
Психрометр Августа используют в неподвижных условиях (на метеорологических станциях, в клиниках), помещая его в местах, где прибор не подвергается тепловому облучению и действию ветра.
Абсолютная влажность вычисляется по формуле Реньо:
К = f – a (t с – t в) x B,
гдеК– безусловная влажность, мм рт.ст;
f –максимальная влажность воздуха при температуре влажного термометра (определяется по табл. 1.6);
a –психометрический показатель, равный 0,0001;
t с –температура сухого термометра;
t в –температура влажного термометра;
B –атмосферное давление в момент слежения,мм рт.ст.
В психрометре Ассмана резервуары термометров защищены двойными металлическими экранами от воздействия лучистого тепла. Вокруг резервуаров имеются вентиляционные каналы, через которые с непрерывной скоростью (4 м/с) просасывается воздух. Для измерения влажности термометр, обернутый тканью, смачивают дистиллированной водой, после этого заводят пружину вентилятора и помещают прибор в требуемой точке. Запись показаний сухого и влажного термометров производят через 4 – 5 минут позже пуска вентилятора.
Одной из важнейших колляций сжатого воздуха, используемого в промышленности, пищевой индустрии, медицине и других отраслях, является влажность . В данной статье даётся определение представления «влажность воздуха », приводятся таблицы по определению точки росы в зависимости от температуры и относительной влажности, значений давления интенсивного пара над поверхность воды и льда, значений безусловной влажности. А также, таблица поправочных показателей пересчета относительной влажности воздуха, интенсивного касательно воды, в относительную влажность воздуха, интенсивного касательно льда.
Самое всеобщее определение таково:влажность– это мера, характеризующая оглавление водяных паров в воздухе (либо ином газе). Данное определение, разумеется, не претендует на наукоемкость, но дает физическое представление влажности.
Для количественной оценки влажности газов особенно зачастую применяют следующие колляции:
- парциальное давление водяного пара (р)– давление, которое имел бы водяной пар, входящий в состав атмосферного либо сжатого воздуха, если бы он один занимал объём, равный объёму воздуха при той же температуре. Всеобщее давление смеси газов равно сумме парциальных давлений отдельных составляющих этой смеси.
- относительная влажность– определяется как отношение действительной влажности воздуха к его максимально допустимой влажности, т. е. относительная влажность показывает, сколько еще влаги не хватает, дабы при данных условиях окружающей среды началась конденсация. Больше «научной» является такая формулировка: относительная влажность это величина определяемая как отношение парциального давления водяного пара (р) к давлению интенсивного пара при данной температуре, выраженное в процентах.
- температура точки росы(инея), определяется как температура, при которой парциальное давление интенсивного касательно воды (льда) пара равно парциальному давлению водяного пара в характеризуемом газе. Т. е. это температура, при которой начинается процесс конденсации влаги. Утилитарное значение точки росы заключается в том, что оно показывает, какое наивысшее число влаги может содержаться в воздухе при указанной температуре. Подлинно, фактическое число воды, которое может удерживаться в непрерывном объеме воздуха, зависит только от температуры. Представление точки росы является особенно комфортным техническим параметром. Зная значение точки росы, дозволено отважно утверждать, что число влаги в заданном объеме воздуха не превысит определенного значения.
- абсолютная влажность, определяемая как массовое оглавление воды в единице объема газа. это величина, показывающая, какое число паров воды содержится в заданном объеме воздуха, это самое всеобщее представление, оно выражается в г/м3. При дюже низкой влажности газа применяется такой параметр как влагосодержание, единица измерения которого ppm (parts per million – частей на миллион). Это безусловная величина, которая характеризует число молекул воды на миллион молекул каждой смеси. Она не зависит ни от температуры, ни от давления. Это и ясно число молекул воды не может возрастать либо уменьшаться при изменениях давления и температуры.
Зависимости давления интенсивного пара над плоской поверхностью воды и льда от температуры, полученные теоретически на основании уравнения Клаузиуса – Клапейрона и сверенные с экспериментальными данными многих изыскателей, рекомендованы для метеорологической практики Глобальной метеорологической организацией (ВМО):
ln p sw =-6094,4692T -1 +21,1249952-0,027245552 T+0,000016853396T 2 +2,4575506 lnT
ln p si =-5504,4088T -1 – 3,5704628-0,017337458T+ 0,0000065204209T 2 + 6,1295027 lnT,
где p sw – давление интенсивного пара над плоской поверхностью воды (Па);
p si – давление интенсивного пара над плоской поверхностью льда (Па);
Т – температура (К).
Приведенные формулы объективны для температур от 0 до 100?C (для p sw) и от -0 до -100?C (для p si). В то же время ВМО рекомендует первую формулу и для негативных температур для переохлажденной воды (до -50?C).
Очевидно что эти формулы довольно массивны и неудобны для утилитарной работы, следственно в расчётах гораздо комфортнее пользоваться готовыми данными, сведёнными в особые таблицы. Ниже приведены некоторые из этих таблиц.
Таблица 1. Определения точки росы в зависимости от температуры и относительной влажности воздуха
| Температура воздуха | Относительная влажность воздуха | |||||||||||||
| 30% | 35% | 40% | 45% | 50% | 55% | 60%& | 65% | 70% | 75% | 80% | 85% | 90% | 95% | |
| -10°С | ;-23,2 | -21,8 | -20,4 | -19,0 | -17,8 | -16,7 | -15,8 | -14,9 | -14,1 | -13,3 | -12,6 | -11,9 | -10,6 | -10,0 |
| -5°С | -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 |
| 0°С | -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°С | -12,8 | -11,0 | -9,5 | -8,1 | -6,8 | -5,8 | -4,7 | -3,6 | -2,6 | -1,7 | -1 | -0,2 | -0,6 | +1,3 |
| +4°С | -11,3 | -9,5 | -7,9 | -6,5 | -4,9 | -4,0 | -3,0 | -1,9 | -1,0 | +0,0 | +0,8 | +1,6 | +2,4 | +3,2 |
| +5°С | -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°С | -9,5 | -7,7 | -6,0 | -4,5 | -3,3 | -2,3 | -1,1 | -0,1 | +0,8 | +1,8 | +2,7 | +3,6 | +4,5 | +5,3 |
| +7°С | -9,0 | -7,2 | -5,5 | -4,0 | -2,8 | -1,5 | -0,5 | +0,7 | +1,6 | +2,5 | +3,4 | +4,3 | +5,2 | +6,1 |
| +8°С | -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°С | -7,5 | -5,5 | -3,9 | -2,5 | -1,2 | +0,0 | +1,2 | +2,4 | +3,4 | +4,5 | +5,5 | +6,4 | +7,3 | +8,2 |
| +10°С | -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°С | -6,0 | -4,0 | -2,4 | -0,9 | +0,5 | +1,8 | +3,0 | +4,2 | +5,3 | +6,3 | +7,4 | +8,3 | +9,2 | +10,1 |
| +12°С | -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°С | -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°С | -3,7 | -1,7 | -0,0 | +1,5 | +3,0 | +4,5 | +5,8 | +7,0 | +8,2 | +9,3 | +10,3 | +11,2 | +12,1 | +13,1 |
| +15°С | -2,9 | -1,0 | +0,8 | +2,4 | +4,0 | +5,5 | +6,7 | +8,0 | +9,2 | +10,2 | +11,2 | +12,2 | +13,1 | +14,1 |
| +16°С | -2,1 | -0,1 | +1,5 | +3,2 | +5,0 | +6,3 | +7,6 | +9,0 | +10,2 | +11,3 | +12,2 | +13,2 | +14,2 | +15,1 |
| +17°С | -1,3 | +0,6 | +2,5 | +4,3 | +5,9 | +7,2 | +8,8 | +10,0 | +11,2 | +12,2 | +13,5 | +14,3 | +15,2 | +16,6 |
| +18°С | -0,5 | +1,5 | +3,2 | +5,3 | +6,8 | +8,2 | +9,6 | +11,0 | +12,2 | +13,2 | +14,2 | +15,3 | +16,2 | +17,1 |
| +19°С | +0,3 | +2,2 | +4,2 | +6,0 | +7,7 | +9,2 | +10,5 | +11,7 | +13,0 | +14,2 | +15,2 | +16,3 | +17,2 | +18,1 |
| +20°С | +1,0 | +3,1 | +5,2 | +7,0 | +8,7 | +10,2 | +11,5 | +12,8 | +14,0 | +15,2 | +16,2 | +17,2 | +18,1 | +19,1 |
| +21°С | +1,8 | +4,0 | +6,0 | +7,9 | +9,5 | +11,1 | +12,4 | +13,5 | +15,0 | +16,2 | +17,2 | +18,1 | +19,1 | +20,0 |
| +22°С | +2,5 | +5,0 | +6,9 | +8,8 | +10,5 | +11,9 | +13,5 | +14,8 | +16,0 | +17,0 | +18,0 | +19,0 | +20,0 | +21,0 |
| +23°С | +3,5 | +5,7 | +7,8 | +9,8 | +11,5 | +12,9 | +14,3 | +15,7 | +16,9 | +18,1 | +19,1 | +20,0 | +21,0 | +22,0 |
| +24°С | +4,3 | +6,7 | +8,8 | +10,8 | +12,3 | +13,8 | +15,3 | +16,5 | +17,8 | +19,0 | +20,1 | +21,1 | +22,0 | +23,0 |
| +25°С | +5,2 | +7,5 | +9,7 | +11,5 | +13,1 | +14,7 | +16,2 | +17,5 | +18,8 | +20,0 | +21,1 | +22,1 | +23,0 | +24,0 |
| +26°С | +6,0 | +8,5 | +10,6 | +12,4 | +14,2 | +15,8 | +17,2 | +18,5 | +19,8 | +21,0 | +22,2 | +23,1 | +24,1 | +25,1 |
| +27°С | +6,9 | +9,5 | +11,4 | +13,3 | +15,2 | +16,5 | +18,1 | +19,5 | +20,7 | +21,9 | +23,1 | +24,1 | +25,0 | +26,1 |
| +28°С | +7,7 | +10,2 | +12,2 | +14,2 | +16,0 | +17,5 | +19,0 | +20,5 | +21,7 | +22,8 | +24,0 | +25,1 | +26,1 | +27,0 |
| +29°С | +8,7 | +11,1 | +13,1 | +15,1 | +16,8 | +18,5 | +19,9 | +21,3 | +22,5 | +24,1 | +25,0 | +26,0 | +27,0 | +28,0 |
| +30°С | +9,5 | +11,8 | +13,9 | +16,0 | +17,7 | +19,7 | +21,3 | +22,5 | +23,8 | +25,0 | +26,1 | +27,1 | +28,1 | +29,0 |
| +32°С | +11,2 | +13,8 | +16,0 | +17,9 | +19,7 | +21,4 | +22,8 | +24,3 | +25,6 | +26,7 | +28,0 | +29,2 | +30,2 | +31,1 |
| +34°С | +12,5 | +15,2 | +17,2 | +19,2 | +21,4 | +22,8 | +24,2 | +25,7 | +27,0 | +28,3 | +29,4 | +31,1 | +31,9 | +33,0 |
| +36°С | +14,6 | +17,1 | +19,4 | +21,5 | +23,2 | +25,0 | +26,3 | +28,0 | +29,3 | +30,7 | +31,8 | +32,8 | +34,0 | +35,1 |
| +38°С | +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°С | +17,9 | +20,6 | + 22,6 | +25,0 | +26,9 | +28,7 | +30,3 | +31,7 | +33,0 | +34,3 | +35,6 | +36,8 | +38,0 | +39,0 |
Таблица 2. Значения давления интенсивного пара над плоской поверхностью воды (p sw) и льда (p si).
| Т, °C | p sw, Па | p si, Па | Т, °C | p sw, Па | p si, Па | Т, °C | p sw, Па | p si, Па |
| -50 | 6,453 | 3,924 | -33 | 38,38 | 27,65 | -16 | 176,37 | 150,58 |
| -49 | 7,225 | 4,438 | -32 | 42,26 | 30,76 | -15 | 191,59 | 165,22 |
| -48 | 8,082 | 5,013 | -31 | 46,50 | 34,18 | -14 | 207,98 | 181,14 |
| -47 | 9,030 | 5,657 | -30 | 51,11 | 37,94 | -13 | 225,61 | 198,45 |
| -46 | 10,08 | 6,38 | -29 | 56,13 | 42,09 | -12 | 244,56 | 217,27 |
| -45 | 11,24 | 7,18 | -28 | 61,59 | 46,65 | -11 | 264,93 | 237,71 |
| -44 | 12,52 | 8,08 | -27 | 67,53 | 51,66 | -10 | 286,79 | 259,89 |
| -43 | 13,93 | 9,08 | -26 | 73,97 | 57,16 | -9 | 310,25 | 283,94 |
| -42 | 15,48 | 10,19 | -25 | 80,97 | 63,20 | -8 | 335,41 | 310,02 |
| -41 | 17,19 | 11,43 | -24 | 88,56 | 69,81 | -7 | 362,37 | 338,26 |
| -40 | 19,07 | 12,81 | -23 | 96,78 | 77,06 | -6 | 391,25 | 368,84 |
| -39 | 21,13 | 14,34 | -22 | 105,69 | 85,00 | -5 | 422,15 | 401,92 |
| -38 | 23,40 | 16,03 | -21 | 115,32 | 93,67 | -4 | 455,21 | 437,68 |
| -37 | 25,88 | 17,91 | -20 | 125,74 | 103,16 | -3 | 490,55 | 476,32 |
| -36 | 28,60 | 19,99 | -19 | 136,99 | 113,52 | -2 | 528,31 | 518,05 |
| -35 | 31,57 | 22,30 | -18 | 149,14 | 124,82 | -1 | 568,62 | 563,09 |
| -34 | 34,83 | 24,84 | -17 | 162,24 | 137,15 | 0 | 611,65 | 611,66 |
Таблица 3. Значения давления интенсивного пара над плоской поверхностью воды (p sw).
| Т, °C | p sw, Па | Т, °C | p sw, Па | Т, °C | p sw, Па | Т, °C | p sw, Па |
| 0 | 611,65 | 26 | 3364,5 | 52 | 13629,5 | 78 | 43684,4 |
| 1 | 657,5 | 27 | 3568,7 | 53 | 14310,3 | 79 | 45507,1 |
| 2 | 706,4 | 28 | 3783,7 | 54 | 15020,0 | 80 | 47393,4 |
| 3 | 758,5 | 29 | 4009,8 | 55 | 15759,6 | 81 | 49344,8 |
| 4 | 814,0 | 30 | 4247,6 | 56 | 16530,0 | 82 | 51363,3 |
| 5 | 873,1 | 31 | 4497,5 | 57 | 17332,4 | 83 | 53450,5 |
| 6 | 935,9 | 32 | 4760,1 | 58 | 18167,8 | 84 | 55608,3 |
| 7 | 1002,6 | 33 | 5036,0 | 59 | 19037,3 | 85 | 57838,6 |
| 8 | 1073,5 | 34 | 5325,6 | 60 | 19942,0 | 86 | 60143,3 |
| 9 | 1148,8 | 35 | 5629,5 | 61 | 20883,1 | 87 | 62524,2 |
| 10 | 1228,7 | 36 | 5948,3 | 62 | 21861,6 | 88 | 64983,4 |
| 11 | 1313,5 | 37 | 6282,6 | 63 | 22878,9 | 89 | 67522,9 |
| 12 | 1403,4 | 38 | 6633,1 | 64 | 23936,1 | 90 | 70144,7 |
| 13 | 1498,7 | 39 | 7000,4 | 65 | 25034,6 | 91 | 72850,8 |
| 14 | 1599,6 | 40 | 7385,1 | 66 | 26175,4 | 92 | 75643,4 |
| 15 | 1706,4 | 41 | 7787,9 | 67 | 27360,1 | 93 | 78524,6 |
| 16 | 1819,4 | 42 | 8209,5 | 68 | 28589,9 | 94 | 81496,5 |
| 17 | 1939,0 | 43 | 8650,7 | 69 | 29866,2 | 95 | 84561,4 |
| 18 | 2065,4 | 44 | 9112,1 | 70 | 31190,3 | 96 | 87721,5 |
| 19 | 2198,9 | 45 | 9594,6 | 71 | 32563,8 | 97 | 90979,0 |
| 20 | 2340,0 | 46 | 10098,9 | 72 | 33988,0 | 98 | 94336,4 |
| 21 | 2488,9 | 47 | 10625,8 | 73 | 35464,5 | 99 | 97795,8 |
| 22 | 2646,0 | 48 | 11176,2 | 74 | 36994,7 | 100 | 101359,8 |
| 23 | 2811,7 | 49 | 11750,9 | 75 | 38580,2 | ||
| 24 | 2986,4 | 50 | 12350,7 | 76 | 40222,5 | ||
| 25 | 3170,6 | 51 | 12976,6 | 77 | 41923,4 |
Таблица 4. Значения безусловной влажности газа с относительной влажностью по воде 100% при разных температурах.
| Т,°С | А,г/м 3 | Т,°С | А,г/м 3 | Т,°С | А,г/м 3 | Т,°С | А,г/м 3 |
| -50 | 0,063 | -10 | 2,361 | 30 | 30,36 | 70 | 196,94 |
| -49 | 0,070 | -9 | 2,545 | 31 | 32,04 | 71 | 205,02 |
| -48 | 0,078 | -8 | 2,741 | 32 | 33,80 | 72 | 213,37 |
| -47 | 0,087 | -7 | 2,950 | 33 | 35,64 | 73 | 221,99 |
| -46 | 0,096 | -6 | 3,173 | 34 | 37,57 | 74 | 230,90 |
| -45 | 0,107 | -5 | 3,411 | 35 | 39,58 | 75 | 240,11 |
| -44 | 0,118 | -4 | 3,665 | 36 | 41,69 | 76 | 249,61 |
| -43 | 0,131 | -3 | 3,934 | 37 | 43,89 | 77 | 259,42 |
| -42 | 0,145 | -2 | 4,222 | 38 | 46,19 | 78 | 269,55 |
| -41 | 0,160 | -1 | 4,527 | 39 | 48,59 | 79 | 280,00 |
| -40 | 0,177 | 0 | 4,852 | 40 | 51,10 | 80 | 290,78 |
| -39 | 0,196 | 1 | 5,197 | 41 | 53,71 | 81 | 301,90 |
| -38 | 0,216 | 2 | 5,563 | 42 | 56,44 | 82 | 313,36 |
| -37 | 0,237 | 3 | 5,952 | 43 | 59,29 | 83 | 325,18 |
| -36 | 0,261 | 4 | 6,364 | 44 | 62,25 | 84 | 337,36 |
| -35 | 0,287 | 5 | 6,801 | 45 | 65,34 | 85 | 349,91 |
| -34 | 0,316 | 6 | 7,264 | 46 | 68,56 | 86 | 362,84 |
| -33 | 0,346 | 7 | 7,754 | 47 | 71,91 | 87 | 376,16 |
| -32 | 0,380 | 8 | 8,273 | 48 | 75,40 | 88 | 389,87 |
| -31 | 0,416 | 9 | 8,822 | 49 | 79,03 | 89 | 403,99 |
| -30 | 0,455 | 10 | 9,403 | 50 | 82,81 | 90 | 418,52 |
| -29 | 0,498 | 11 | 10,02 | 51 | 86,74 | 91 | 433,47 |
| -28 | 0,544 | 12 | 10,66 | 52 | 90,82 | 92 | 448,86 |
| -27 | 0,594 | 13 | 11,35 | 53 | 95,07 | 93 | 464,68 |
| -26 | 0,649 | 14 | 12,07 | 54 | 99,48 | 94 | 480,95 |
| -25 | 0,707 | 15 | 12,83 | 55 | 104,06 | 95 | 497,68 |
| -24 | 0,770 | 16 | 13,63 | 56 | 108,81 | 96 | 514,88 |
| -23 | 0,838 | 17 | 14,48 | 57 | 113,75 | 97 | 532,56 |
| -22 | 0,912 | 18 | 15,37 | 58 | 118,87 | 98 | 550,73 |
| -21 | 0,991 | 19 | 16,31 | 59 | 124,19 | 99 | 569,39 |
| -20 | 1,076 | 20 | 17,30 | 60 | 129,70 | 100 | 588,56 |
| -19 | 1,168 | 21 | 18,33 | 61 | 135,41 | ||
| -18 | 1,266 | 22 | 19,42 | 62 | 141,33 | ||
| -17 | 1,372 | 23 | 20,57 | 63 | 147,47 | ||
| -16 | 1,486 | 24 | 21,78 | 64 | 153,83 | ||
| -15 | 1,608 | 25 | 23,04 | 65 | 160,41 | ||
| -14 | 1,739 | 26 | 24,37 | 66 | 167,23 | ||
| -13 | 1,879 | 27 | 25,76 | 67 | 174,28 | ||
| -12 | 2,029 | 28 | 27,22 | 68 | 181,58 | ||
| -11 | 2,190 | 29 | 28,75 | 69 | 189,13 |
Приведём пример применения вышеприведённых таблиц в утилитарной деятельности: продуктивностью 10 м 3 /мин всасывает в минуту 10 кубических метров атмосферного воздуха.
Найдём число воды содержащееся в 10 кубических метрах атмосферного воздуха с параметрами температура +25 °С, относительная влажность 85%. Согласно таблице 4, в воздухе с температурой +25 °С и стопроцентной влажности содержится 23,04 г/м 3 воды. Значит при 85%-ной влажности в одном кубическом метре воздуха будет содержаться 0,85*23,04=19,584 г. воды, а в десяти – 195,84 г.
В процессе компримирования воздуха объём, занимаемый им, будет уменьшаться. Уменьшенный объем сжатого воздуха при давлении 6 бар дозволено подсчитать, исходя из закона Бойля -Мариотта (температура воздуха значительно не изменяется):
P1 x V1 = P2 x V2
V2 = (P1 x V1) / P2
гдеР1– атмосферное давление равное 1,013 бар;
V2= (1,013бар х 10 м 3)/ (6+1,013)бар = 1,44 м 3.
То есть, 10 кубических метров атмосферного воздуха, в процессе сжатия, превратились в 1,44 м 3 сжатого воздуха, с избыточным давлением 6 бар, на выходе из компрессора.
Понятие влажности воздуха определяется, как фактическое нахождение частиц воды в определенной физической среде, в том числе – в атмосфере. При этом следует различать влажность безусловную и относительную: в первом случае речь идет о чистом процентном числе влаги. В соответствии с законом термодинамики, предельное оглавление молекул воды в воздухе ограничено. Максимально возможный ярус определяет относительные показатели влажности и зависит от ряда факторов:
- атмосферное давление;
- температура воздуха;
- наличие мелких частиц (пыли);
- уровень засорения химическими веществами;
Общепринятая мера измерения – проценты, при этом расчет идет по особой формуле, которая будет рассмотрена дальше.
Абсолютная влажность измеряется в граммах на кубический сантиметр, которые для комфорта также переводятся в проценты. С увеличением высоты число влаги может возрастать в зависимости от региона, но по достижении определенного потолка (приблизительно 6-7 километров над ярусом моря) влажность снижается до около нулевых значений. Безусловная влажность считается одним из основных макропараметров: на его основе составляются планетарные климатические карты и зоны.
Определение яруса влажности
(Прибор психометр – по нему определяют влажность по разницы температур между сухим и влажным термометром)
Влажность по безусловному соотношению определяется при помощи особых приборов, которые устанавливают процентное оглавление молекул воды в атмосфере. Как водится, суточные колебания жалки – данный показатель дозволено считать статическим, и он не отражает главные климатические данные. Наоборот, относительная влажность подвержена крепким суточным колебаниям, и отражает точное разделение конденсированной влаги, ее давление и равновесное насыщение. Именно данный показатель считается основным и рассчитывается как минимум раз в сутки.
Определение касательно влажность воздуха проводится по трудной формуле, которая рассматривает:
- текущую точку росы;
- температуру;
- давление интенсивного пара;
- различные математические модели;
В практике синоптических прогнозов применяется упрощенный подход, когда влажность вычисляется примерно, с учетом температурной разницы и точки росы (отметки, когда излишняя влага выпадает в виде осадков). Такой подход дозволяет с точностью в 90-95% определить требуемые показатели, что больше чем довольно для повседневных нужд.
Зависимость от природных факторов
Содержание молекул воды в воздухе зависит от климатических особенностей определенного региона, погодных условий, атмосферного давления и некоторых других условий. Так, наибольшая безусловная влажность отслеживается в тропической и прибрежной зонах. Относительная влажность добавочно зависит от колебаний ряда факторов, рассмотренных ранее. В дождливый период с условиями пониженного атмосферного давления, показатели относительной влажности могут добиваться 85-95%. Высокое давление снижает насыщение водяных паров в атмосфере, соответственно понижая их ярус.
Важная специфика относительной влажности – ее связанность от термодинамического состояния. Обычной равновесной влажностью является показатель в 100%, что, разумеется, недоступно по причине крайней малоустойчивости микроклимата. Техногенные факторы также влияют на колебания атмосферной влажности. В условиях мегаполисов отслеживается повышенное испарение влаги с асфальтированных поверхностей, единовременно с выбросом большого числа взвешенных частиц и угарного газа. Это обуславливает крепкое снижение влажности в большинстве городов мира.
Влияние на человеческий организм
Комфортные для человека границы атмосферной влажности находятся в пределах от 40 до 70%. Долгое нахождение в условиях мощного отклонения от указанной нормы может вызвать приметное ухудшение самочувствия, вплотную до становления патологических состояний. Следует подметить, что человек исключительно эмоционален к безмерно низкой влажности, испытывая ряд характерных признаков:
- раздражение слизистых оболочек;
- развитие хронических ринитов;
- повышенная утомляемость;
- ухудшение состояния кожных покровов;
- снижение иммунитета;
Среди отрицательных результатов повышенной влажности дозволено подметить риск становления грибковых и простудных заболеваний.
Категория:
- Наука, Техника, Языки
Оценить:
Похожие публикации по теме
Как измерить влажность воздуха?
Влажность воздуха может измеряться при помощи гигрометра – устройства, которое позволяет измерять влажность воздуха в процентах относительной влажности. Вот несколько способов измерения влажности воздуха:
-
Гигрометр: Гигрометр представляет собой устройство, которое можно купить в магазине. Оно обычно имеет два термометра и шкалу для отображения влажности. Один термометр измеряет температуру воздуха, а другой измеряет температуру конденсации. Разница между этими двумя температурами определяет относительную влажность.
-
Психрометр: Психрометр – это устройство, которое используется для измерения влажности воздуха на основе охлаждения воздуха при помощи воды. Он состоит из двух термометров – один измеряет температуру сухого воздуха, а другой измеряет температуру влажного воздуха. Отношение между двумя температурами позволяет определить влажность воздуха.
-
Точка росы: Точка росы – это температура, при которой воздух начинает конденсироваться и образовывать росу. Если знать температуру воздуха и точку росы, то можно определить относительную влажность воздуха при помощи специальных таблиц или формул.
-
Электронные датчики: Существуют также электронные устройства для измерения влажности воздуха, которые обычно используются в системах автоматического контроля и регулирования влажности. Они основаны на электрических свойствах воздуха и могут давать более точные показания, чем другие методы.
В любом случае, для получения точных результатов измерения влажности воздуха, рекомендуется проводить измерения в относительно стабильных условиях и использовать проверенные и калиброванные приборы.
