Как рассчитывается относительная влажность воздуха – Как рассчитать относительную влажность воздуха

Содержание

Как рассчитать относительную влажность воздуха

Влажность воздуха относится к такой категории определений, которые решительным образом вносят коррективы в здоровье людей, растений и окружающих предметов.

Чтобы понять, что такое влажность, нужно рассмотреть ее основные составляющие:

  • абсолютная влажность;
  • относительная влажность.

Абсолютная влажность представляет собой количество влаги, содержащейся определенном объеме воздуха. Измерять влажность принято в г/м3. Измерить и рассчитать абсолютную влажность можно с помощью психрометра Августа. Для определения количества водяного пара в единице воздуха можно воспользоваться также аспирационным психрометром Ассмана.

Что такое относительная влажность? Само ее название говорит о том, что это какое-то отношение. Остается понять, что это за отношение, чего и к чему? Для того чтобы рассчитать относительную влажность воздуха, нужно фактическое количество водяного пара, находящегося в данный момент в воздухе, разделить на максимально возможную влажность при этой же температуре, пока не началась конденсация влаги. Соотношение будет представлять собой следующую формулу:

RH (относительная влажность) = АВ (абсолютная влажность) / МВВ (максимально возможная влажность) х 100%.

Как найти относительную влажность воздуха

Если приобрести специальные приборы, электронные или механические, то определение относительной влажности происходит без участия человека. Приборы сами показывают какая относительная влажность в данный момент в помещении. Такие приборы носят название гигрометров.

Если же нет возможности такие устройства приобрести, или их просто в данный момент нет под руками, а относительную влажность нужно измерить, то сделать это можно с помощью двух термометров и психрометрической таблицы.

Можно прикрепить на дощечку два термометра. Один будет обычно измерять температуру, а у второго головку со ртутью надо обернуть мокрой тканью, ватой, марлей, он будет измерять влажную температуру. Затем производится замер показаний обоих термометров. По психрометрической таблице на пересечении температур сухого и влажного термометров, будет находиться искомая относительная влажность. А сам такой прибор, которым измеряли разные температуры, называется психрометр.

Производительность 3 л/ч, без управления

Производительность 3 л/ч, датчик емкостного типа

Производительность 6 л/ч, без управления, корпус из нержавеющей стали

Испаряет 3 л/ч, датчик психометрического типа, корпус — нержавеющая сталь

6 литров/ч, психометрический тип, корпус из нержавеющей стали

6 литров/ч, датчик емкостного типа, корпус из нержавеющей стали

Большой производительности: 15 литров в час, ультразвуковой. Датчик психометрического типа

Большой ультразвуковой увлажнитель на 15 л/ч, емкостный датчик, корпус из нержавейки

Образует 15 кг тумана за час, без управления

Модель на 12 литров, психометрический датчик, корпус из нержавеющей стали

Промышленный увлажнитель на 12 литров в час, датчик емкостного типа, корпус — нержавеющая сталь

fabrica-tumana.ru

Определение влажности воздуха психрометрическим методом

В воздухе, как известно, находится водяной пар, который может составлять от 0% до 4% от объема воздуха.

Есть так называемая граница насыщения, то есть максимальное количество водяного пара, который может содержаться в воздухе при данной температуре. Чем выше температура, тем выше поглощающая способность воздуха.

Важной характеристикой водяного пара, содержащегося в воздухе является его давление (упругость).
Давление (упругость) насыщения — это максимально возможное давление водяного пара при заданной температуре.

Существует таблица, описывающая зависимость давления насыщения от температуры
Насыщающая упругость водяного пара над поверхностью воды при различных температурах, гПа.

Основным методом измерения влажности воздуха при положительной температуре является психрометрический. Определение влажности осуществляется по показаниям двух термометров с точностью 0.1 градус Цельсия. Один термометр (сухой) измеряет температуру воздуха, а второй термометр (смоченный) обертывают смоченной тканью, таким образом он показывает свою собственную температуру, зависящую от интенсивности испарения воды с поверхности. Чем меньше водяного пара в воздухе, тем сильнее испарение с поверхности смоченного термометра, и тем ниже его показания.

Собственно, такая система из двух термометров и называется психрометр.

Из разницы показаний температур определяется текущее давление водяного пара в воздухе по формуле
,
где — давление насыщения при температуре смоченного термометра,
— постоянная психрометра, принимаемая равной 0.0007947,
— атмосферное давление, принимается равным 1000 гПа
— показания сухого термометра
— показания смоченного термометра

И наконец, относительная влажность воздуха — это соотношение текущего давления к давлению насыщения при данной температуре воздуха

Определение влажности воздуха психрометрическим методом

Показания сухого термометра (градусы Цельсия)

Показания смоченного термометра (градусы Цельсия)

Точность вычисления

Знаков после запятой: 4

Максимальное давление водяного пара в воздухе (при температуре сухого термометра)

 

Максимальное давление водяного пара над поверхностью воды (при температуре смоченного термометра)

 

Давление водяного пара, содержащегося в воздухе

 

Относительная влажность воздуха (%)

 

save Сохранить share Поделиться extension Виджет

Остается только добавить, что в пустынях относительная влажность воздуха 50% и ниже, а в тропиках — 85% и выше.

planetcalc.ru

Калькулятор расчета относительной влажности воздуха в помещении

Оптимальная влажность воздуха в жилых помещениях дома или квартиры – одна из важнейших составляющих комфортного микроклимата. И за эти показателем необходимо следить в не меньшей степени, чем за температурой. Слишком сухая атмосфера становится причиной раздражения слизистых оболочек глаз и органов дыхания, головных болей, быстрой утомляемости, раздражительности, постоянного чувства жажды. Значительно увеличивается пылеобразование в комнате. Но и избыточная влажность «не подарок»: атмосфера «влажных тропиков» вызывает быструю утомляемость, становится благоприятной средой для развития болезнетворных бактерий, плесени и грибка. Окна – постоянно запотевшие, белье в шкафах – влажное, пищевые продукты быстро приходят в негодность. Особо опасны любые аномалии влажности для детей и людей почтенного возраста, для предрасположенных к аллергии или страдающих хроническими заболеваниями органов дыхания.

Калькулятор расчета относительной влажности воздуха в помещении
Калькулятор расчета относительной влажности воздуха в помещении

Оптимальным уровнем относительной влажности считается 40÷60%. Если она падает ниже 30% или перескакивает границу в 65-70% — требуется принятие срочных мер для ее нормализации. А как точно определить текущее значение? Для этого в доме рекомендуется иметь специальный приор – гигрометр. Но вполне можно обойтись и без него, сняв необходимые показания с помощью обычного термометра, а затем применив калькулятор расчета относительной влажности воздуха в помещении. Результат получится гарантированно точным.

Необходимые пояснения читатель найдет ниже, в отдельном подразделе под калькулятором.

Калькулятор расчета относительной влажности воздуха в помещении

Перейти к расчётам

Пояснения по проведению расчетов

В продаже представлено немало приборов для измерения влажности – они могут очень серьезно различаться и принципом действия, и конструкцией, и способом представления показаний. Но один из наиболее простых по устройству, и одновременно – наиболее точных гигрометров является психрометр.

Это – два одинаковых термометра, размещённых рядом на одной поставке. Разница в том, что колба у одного – сухая, а у второго – постоянно поддерживается во влажном состоянии за счет матерчатого чехольчика-фитиля, опущенного в емкость с водой.

Испарение влаги, естественно, вызывает охлаждение колбы, и показания «мокрого» термометра всегда ниже, чем «сухого». Интенсивность испарения напрямую зависит от плотности водяных паров, уже имеющихся в воздухе, то есть от абсолютной влажности. По температуре воздуха в комнате (а это, по сути – значение на «сухом» термометре), и по разнице показаний («сухой» минус «мокрый») входят в специальную психрометрическую таблицу — и получают значение относительной влажности.

Не беда, если дома нет психрометра или иного гигрометра заводского изготовления. Вполне будет достаточно хорошего точного спиртового или ртутного термометра.

  • Для начала его размещают на столе в затененном месте комнаты, не ближе 1 метра от стен, окон, приборов отопления. Важно исключить сквозняк. Через 10 минут — снимают и записывают его показания.
  • Следующим шагом колбу термометра обёртывают тряпочкой (салфеткой), намоченной в воде комнатной температуры, и оставляют на том же месте, что и в первой половине опыта. Через 15 минут – снимают показания.

После этого можно воспользоваться психрометрической таблицей (недостатка в них в интернете нет), либо применить предлагаемый калькулятор. С калькулятором будет точнее, так как предоставляется возможность принять во внимание еще и атмосферное давление, а оно тоже оказывает влияние на получаемый результат.

Давление можно узнать по комнатному барометру или даже просто уточнить для своего населенного пункта на удобном для пользователя гидрометеорологическом сайте, который постоянно обновляет текущие показания.

Для примера - показатели давления на сайте «Gismeteo»Для примера — показатели давления на сайте «Gismeteo»

Значения температуры для «сухого» и «влажного» термометров и показатель атмосферного давления (в миллиметрах ртутного столба) указываются в соответствующих полях калькулятора. И останется только нажать кнопку «РАССЧИТАТЬ», чтобы сразу получить готовый результат – относительную влажность в процентах.

В психрометрической формуле имеется еще и специальный коэффициент, который учитывает аспирацию — скорость перемещения воздушного потока. Для калькулятора взято и заложено в алгоритм расчета значение этого коэффициента, соответствующее скорости движения воздуха, которая является обычной при нормальной работе естественной вентиляции при отсутствии сквозняка. То есть именно для создаваемых при проведении замеров условий.

Калькулятор в равной степени подходит и для обычного психрометра. А точность получаемого результата – ничуть не ниже, чем при использовании любых других гигрометров заводского производства.

Какие приборы позволяют контролировать влажность в помещениях?

Разнообразие гигрометров велико: от простейших приборов, изобретённых несколько столетий назад и успешно применяемых по сей день, и до современных электронных метеостанций, представляющих хозяевам целый массив информации о микроклимате в квартире и погоде на улице. Подробнее об этом — в публикации нашего портала, целиком посвященной приборам для измерения влажности воздуха в помещении.

stroyday.ru

Абсолютная и относительная влажность воздуха. Точка росы — урок. Физика, 8 класс.

Вода покрывает две трети поверхности Земли.

 

 

С поверхностей рек, морей, водоёмов при любой температуре происходит испарение. Следовательно, в воздухе постоянно находится водяной пар. Наличие водяного пара в воздухе и показывает влажность воздуха.

Для определения содержания влаги в воздухе используют понятия абсолютной и относительной влажности.

 

Обрати внимание!

Абсолютная влажность ρ показывает, сколько граммов водяного пара содержится в воздухе объёмом \(1\) м³ при данных условиях, т.е. плотность водяного пара.

Чтобы судить о степени влажности воздуха, важно знать, близок или далёк водяной пар, находящийся в воздухе, от состояния насыщения. Для этого вводят понятие относительной влажности.

Относительной влажностью воздуха ϕ называют отношение абсолютной влажности воздуха ρ к плотности ρ0 насыщенного водяного пара при той же температуре, выраженной в процентах.

Относительную влажность воздуха можно определить по формуле:

 

ϕ=ρρ0⋅100%.

 

Чем больше будет содержание водяного пара в воздухе при данной температуре, тем больше влажность воздуха, и тем ближе пар к состоянию насыщения.

Если влажный воздух охлаждать, то при некоторой температуре находящийся в нём пар можно довести до насыщения. При дальнейшем охлаждении водяной пар начнёт конденсироваться в виде росы, может появиться туман.

 

  

Температура, при которой пар, находящийся в воздухе, становится насыщенным, называется точкой росы.

Точкой росы также характеризуется влажность воздуха.

Источники:

http://nearestspace.cc.ua/p/e.png Земля

http://www.topoboi.com/pic/201310/1024×600/topoboi.com-21824.jpg роса

https://w-dog.net/wallpaper/tree-fog-rapeseed-nature-landscape/id/312476/ туман

www.yaklass.ru

Что такое влажность воздуха? Как правильно измерять влажность? Давление водяного пара. Таблицы и примеры расчета

Измерение влажности

 

Здесь и далее мы будем говорить о влажности воздуха и газов. В отличие от температуры, с определением и физическим пониманием влажности проблем нет. Это количество воды, содержащееся в единице объёма воздуха. Но мы столкнулись в своей работе с тем, что люди, занимающиеся профессионально измерениями не чувствуют этот физический параметр и соответственно не могут провести элементарные расчёты и объяснить многие явления связанные с влажностью. Связано это во многом с тем, что в отличие от температуры мы не ощущаем влажность так явно (См. статью: Что такое температура? Как правильно измерять температуру? Что выбрать: термосопротивление или термопару? Советы по применению.). Представьте, что вы вышли зимним утром из дома. Какая температура на улице, вы сможете сказать с точностью 3…5⁰С, а вот вопрос, какая сейчас относительная влажность, поставит вас в тупик. В то же время влажность воздуха является очень важным параметром, непосредственно влияющим на самочувствие и работоспособность человека. Очень важно знать и поддерживать определённую влажность во многих отраслях промышленности и сельском хозяйстве. 

Что такое влажность воздуха

 

Существуют несколько единиц измерения относительной влажности воздуха. 
1. Абсолютная влажность — это количество воды в единице объёма воздуха, А(г/м3). 
2. Для определения второй единицы измерения нужно внимательно посмотреть на рисунок, отображающий движение молекул воды в закрытом сосуде, залитом до определённого уровня водой. Через некоторое время в этом сосуде два процесса: испарения и конденсации молекул воды выровняются и мы получим насыщенный водяной пар, который создаёт давление на стенки сосуда равное давлению насыщенного водяного пара, Ps(Ра). В воздухе всегда присутствуют молекулы воды, но их концентрация ниже, чем над водной поверхностью. Они так же, как и другие молекулы воздуха создают давление. Это давление, создаваемое именно молекулами воды, называется парциальным давлением водяного пара, P(Па). Отношение парциального давления водяного пара к насыщенному давлению водяного пара, выраженное в процентах называется относительной влажностью воздуха:

Из определения вытекает, что над поверхностью воды относительная влажность воздуха равна 100 %. И обратно, при 100%-ой влажности воздуха наблюдается конденсация влаги. Давление насыщенного водяного пара растёт при увеличении температуры. Если в изолированном помещении со 100%-ой влажностью повысить температуру, то относительная влажность резко снизится. 

3. Из второй единицы измерения следует третья. Если в замкнутом объёме с определённой влажностью уменьшать температуру, то будет увеличиваться относительная влажность воздуха. При определённой температуре относительная влажность станет равной 100 %. Эта температура называется температурой точки росы. Для отрицательных температур существует своя точка росы — точка инея. Само определение подсказывает один из способов определения влажности воздуха в некотором объёме. Нужно медленно охлаждать какой-то предмет, контролируя его температуру. Температура, при которой на предмете возникнет водяная плёнка сконденсировавшихся молекул воды, будет равна температуре точки росы в данном объёме. 

Ниже приведены выражения для расчёта давления насыщенного водяного пара над поверхностью воды Psw и льда Psi в зависимости от температуры:

 

Значения давления насыщенного пара над поверхностью воды (Рsw) и льда (Рsi)

Таблица 1.  

Т,°C

psw, Па

psi, Па

Т,°C

psw, Па

psi, Па

Т,°C

psw, Па

psi,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

 

Значения давления насыщенного пара над плоской поверхностью воды (Рsw) 

Таблица 2.  

Т, °C

psw, Па

Т, °C

psw, Па

Т, °C

psw, Па

Т, °C

psw, 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

 

 

 

Относительная влажность при отрицательной температуре Ψi

поправочный коэффициент k = psw / psi. 

Значения поправочного коэффициента «k» при различной температуре:

Таблица 3.  

Т,⁰С

0

-10

-20

-30

-40

0

1

1,104

1,219

1,347

1,489

-1

1,01

1,115

1,231

1,361

1,504

-2

1,02

1,126

1,243

1,374

1,519

-3

-1,03

1,137

1,256

1,388

1,534

-4

1,04

1,148

1,269

1,402

1,549

-5

1,05

1,16

1,281

1,416

1,565

-6

1,061

1,171

1,294

1,43

1,58

-7

1,071

1,183

1,307

1,445

1,596

-8

1,082

1,195

1,32

1,459

1,612

-9

1,093

1,207

1,334

1,474

1,628

 

Значения абсолютной влажности газа с относительной влажностью по воде 100% при различной температуре

Таблица 4.

 

Примеры расчёта относительной влажности и точки росы

Пример 1. 

Задача. Относительная влажность воздуха при температуре 20⁰С составляет 55%. Определить точку росы воздуха. 

Решение. Из Таблицы 2. давление насыщенного водяного пара при температуре 20⁰С равно 2340 Па. Определяем парциальное давление водяного пара в воздухе: 

p = ps (Ψ/100) = 2340 x 55 / 100 = 1287 Па 

Из Таблицы 2.находим температуру: 10,5⁰С. 

Пример 1. 

Задача. Параметры воздуха снаружи: Т = -10⁰С, Ψ=100%; в помещении: Т = 20⁰С. Чему равна отн. влажность в помещении? 

Решение. Из Таблицы 2. находим значение давления насыщенного водяного пара Рsн при температуре -10⁰С. Это давление равно парциальному давлению водяного пара в помещении. Из Таблицы 2. находим, чему равно давление насыщенного водяного пара Psп при 20⁰С в помещении. 

Ψп = Рsн / Psп х 100%
Ψп = 286/ 2340 х 100 % = 12,2%

Сенсоры для измерения влажности воздуха


Для определения влажности воздуха существуют как прямые, так и косвенные методы. Из прямых можно привести метод определения температуры точки росы по конденсации на зеркале. Это очень точный метод, позволяющий измерять малые значения влажности. Однако сами приборы — достаточно дорогие. Метод требует времени и неприспособлен для контроля быстрых процессов. В основном его используют в лабораториях для определения влажности сухих газов. 


Существует также спектрометрический метод прямого подсчёта молекул воды в воздухе. Но он также не подходит для промышленного применения. Наиболее популярным методом измерения является психрометрический, по разнице показаний сухого и влажного термометров. Но этот метод требует чётко задаваемой постоянной скорости обдува влажного термометра. Большинство же психрометров просто крепятся на стене и верить им, конечно же, нельзя. И из-за неконтролируемой скорости обдува и из-за недостоверного измерения температуры воздуха. 

Беда в том, что люди привыкли к этим приборам и ссылаются на их показания, как единственно верные. 

Для производства электронных датчиков и измерителей относительной влажности чаще всего используют емкостные полимерные чувствительные элементы. Данные сенсоры представляют собой подложку с нанесённым нижним металлическим слоем, слой полимера, легко адсорбирующего влагу, верхний пористый слой металлизации. При изменении влажности меняется как толщина полимера, так и его диэлектрические параметры, что приводит к изменению ёмкости сенсора. В последнее время внимание к этим сенсорам сильно выросло, так как появилась возможность создания датчиков с цифровым выходом с уже откалиброванным выходным сигналом. 

Особенности применения измерителей влажности воздуха с емкостным чувствительным элементом

 

К сожалению, емкостные чувствительные элементы реагируют не только на влажность, но и на большинство неинертных газов, что приводит к дополнительной погрешности, а часто и к полной деградации сенсора. При длительном нахождении сенсора при высокой влажности его необходимо просушить при повышенной температуре по методике, предоставляемой изготовителем. Полимер не может работать при высокой температуре, ограничивая диапазон использования измерителя. Нельзя допускать конденсации влаги на чувствительном элементе, так как это приведёт к коррозии тонкоплёночной структуры сенсора. Сенсор необходимо защищать от воздействия солнечных лучей, касания руками, различных загрязнений. Именно сенсор влажности определяет технические параметры и срок службы измерителя влажности. Поэтому так важно, чтобы сенсоры были взаимозаменяемы. Именно поэтому межповерочный интервал для измерителей влажности равен всего 1-му году. Лучшее значение абсолютной погрешности для измерителя влажности промышленного применения на сегодня, это — ±2,0%. 

Необходимо помнить, что относительная влажность воздуха по определению очень сильно зависит от температуры. Колебания температуры воздуха по объёму помещения в ±1⁰С могут приводить к колебаниям относительной влажности в ±5% и более. Если зимой ваш электронный гигрометр показывает отн. влажность в 7%, а психрометр – 30%, то это отнюдь не означает, что гигрометр сломался. Так и есть. Просто снимите со стены психрометр и положите подальше в шкаф. 

Директор НПК «Рэлсиб» Игорь Ландочкин

relsib.com

ВЛАЖНОСТЬ ВОЗДУХА 10

4

ВЛАЖНОСТЬ ВОЗДУХА. ТОЧКА РОСЫ.

ПРИБОРЫ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЛАЖНОСТИ ВОЗДУХА.

1.Атмосфера.

Атмосфера – это газообразная оболочка Земли, состоящая, в основном, из азота (более 75%), кислорода (чуть менее 15%) и других газов. Около 1% атмосферы приходится на водяной пар. Откуда же он берётся в атмосфере?

Большую долю площади земного шара занимают моря и океаны, с поверхности которых постоянно при любой температуре происходит испарение воды. Выделение воды происходит также при дыхании живых организмов.

Воздух, содержащий водяной пар, называется влажным.

От количества водяных паров, содержащихся в воздухе, зависит погода, самочувствие человека, проведение технологических процессов на производстве, сохранность экспонатов в музее, сохранность зерна в хранилищах. Поэтому очень важен контроль за степенью влажности воздуха и умение, при необходимости, изменять её в помещении.

2.Абсолютная влажность.

Абсолютной влажностью воздуха называется количество водяного пара, содержащегося в 1 м3 воздуха (плотность водяного пара).

или , где

m – масса водяного пара, V – объём воздуха, в котором содержится водяной пар. Р – парциальное давление водяного пара, μ – молярная масса водяного пара, Т – его температура.

Так как плотность пропорциональна давлению, то абсолютную влажность можно характеризовать и парциальным давлением водяного пара.

3.Относительная влажность.

На степень влажности или сухости воздуха влияет не только количество водяных паров, содержащихся в нём, но и температура воздуха. Даже если количество водяного пара одинаково, при более низкой температуре воздух будет казаться более влажным. Вот почему в холодном помещении возникает ощущение сырости.

Это объясняется тем, что при более высокой температуре в воздухе может содержаться большее максимальное количество водяного пара, а максимальное количество водяного пара в воздухе содержится в том случае, когда пар является насыщенным. Поэтому, максимальное количество водяного пара, которое может содержаться в 1 м3 воздуха при данной температуре, называется плотностью насыщенного пара при данной температуре.

Зависимость плотности и парциального давления насыщенного пара от температуры можно найти в физических таблицах.

Учитывая эту зависимость, пришли к выводу, что более объективной характеристикой влажности воздуха является относительная влажность.

Относительной влажностью называется отношение абсолютной влажности воздуха к тому количеству пара, которое необходимо для насыщения 1 м3 воздуха при данной температуре.

, где

ρ – плотность пара, ρ0 – плотность насыщенного пара при данной температуре, а φ – относительная влажность воздуха при данной температуре.

Относительную влажность можно определить и через парциальное давление пара

, где

Р – парциальное давление пара, Р0 – парциальное давление насыщенного пара при данной температуре, а φ – относительная влажность воздуха при данной температуре.

4.Точка росы.

Если воздух, содержащий водяной пар, изобарно охлаждать, то при некоторой температуре водяной пар становится насыщенным, так как с понижением температуры максимально возможная плотность водяного пара в воздухе при данной температуре уменьшается, т.е. уменьшается плотность насыщенного пара. При дальнейшем понижении температуры излишки водяного пара начинают конденсироваться.

Температура, при которой данный водяной пар, содержащийся в воздухе, становится насыщенным, называется точкой росы.

Это название связано с явлением, наблюдающимся в природе – выпадением росы. Объясняется выпадение росы следующим образом. В течение дня воздух, земля и вода в различных водоёмах прогреваются. Следовательно, идёт интенсивное испарение воды с поверхности водоёмов и почвы. Водяной пар, содержащийся в воздухе, при дневной температуре является ненасыщенным. Ночью, и особенно к утру, температура воздуха и поверхности земли понижается, водяной пар становится насыщенным, и излишки водяного пара конденсируются на различных поверхностях.

Δρ – тот излишек влаги, который выделяется, когда температура становится ниже точки росы.

Эту же природу имеет и туман. Туман – это мельчайшие капельки воды, образовавшиеся в результате конденсации пара, но не на поверхности земли, а в воздухе. Капельки настолько малы и легки, что могут удерживаться в воздухе во взвешенном состоянии. На этих капельках происходит рассеяние лучей света, и воздух становится непрозрачным, т.е. видимость затрудняется.

При быстром охлаждении воздуха пар, становясь насыщенным, может, минуя жидкую фазу, сразу перейти в твёрдую. Этим объясняется появление на деревьях инея. Некоторые интересные оптические явления в небе (например, гало) обусловлены прохождением солнечных или лунных лучей через перистые облака, состоящие из мельчайших кристалликов льда.

5.Приборы для определения влажности.

Самыми простыми приборами для определения влажности являются гигрометры различных конструкций (конденсационный, плёночный, волосной) и психрометр.

Принцип действия конденсационного гигрометра основан на измерении точки росы и определении по ней абсолютной влажности в помещении. Зная температуру в помещении и соответствующую данной температуре плотность насыщенных паров, находим относительную влажность воздуха.

Действие плёночного и волосного гигрометров связано с изменением упругих свойств биологических материалов. С увеличением влажность упругость их понижается, и плёнка или волос растягиваются на большую длину.

Психрометр состоит из двух термометров, в одном из которых резервуар со спиртом обмотан влажной тканью. Так как с ткани постоянно происходит испарение влаги и, следовательно, отвод теплоты, то температура, показываемая этим термометром, будет всё время меньше. Чем менее влажный воздух в помещении, тем испарение идёт более интенсивно, термометр с влажным резервуаром охлаждается сильнее и показывает меньшую температуру. По разнице температур сухого и влажного термометров, используя соответствующую психрометрическую таблицу, определяют относительную влажность воздуха в данном помещении.

studfile.net

Влагосодержание воздуха от температуры. Относительная влажность воздуха

Влажность воздуха – это содержание парообразной воды в атмосфере. Эта характеристика во многом определяет самочувствие многих живых существ, а также влияет на погоду и климатические условия на нашей планете. Для нормальной работы человеческого организма она должна находиться в определённом диапазоне, вне независимости от температуры воздуха. Известны две основных характеристики влажности воздуха – абсолютная и относительная:

Периодические ветры включают муссоны и бризы. Если сравнить давление континента и прилегающего океана, то можно видеть, что зимой давление на континенте выше и, наоборот, ниже в течение лета. Поэтому зимой ветер дует с материка на океан, а летом происходит обратное, что приводит к летнему муссу, который несет в себе влагу и частые дожди. Монсоны затрагивают более или менее все континентальные массы, кроме Антарктиды; являются типичными областями муссонов Индии, восточными побережьями Азии и другими.

Аналогичное явление имеет место при работе с бризами; они могут быть моря, горы, долины, озера и подчиняться взаимным различиям давления, связанным с близостью дня и ночи. Например, так как в течение дня земля более теплое, чем море, а ночью холоднее, в прибрежных районах ветерок дневных морских ударов, ударяющихся от моря к земле, и еще одна ночь, которая дует в обратном направлении.

  • Абсолютная влажность – это масса водяного пара, содержащаяся в одном кубическом метре воздуха. Единица измерения абсолютной влажности — г/м3. Относительная влажность определяется как отношение текущего и максимального значения абсолютной влажности при определенной температуре воздуха.
  • Относительную влажность принято измерять в %. По мере увеличения температуры абсолютная влажность воздуха также растет от 0,3 при -30°С до 600 при +100°С. Величина относительной влажности зависит в основном от климатических зон Земли (средние, экваториальные или полярные широты) и сезона года (осень, зима, весна, лето).

Существуют вспомогательные термины для определения влажности. Например, влагосодержание (г/кг), т.е. вес водяных паров на один килограмм воздуха. Или температура «точки росы», когда воздух считается полностью насыщенным, т.е. его относительная влажность равна 100%. В природе и холодильной технике это явление можно наблюдать на поверхностях тел, температура которых меньше температуры точки росы в виде капель воды (конденсата), изморози или инея.

При аналогичном механизме муссоны и бризы отличаются только продолжительностью цикла; для муссонов цикл отождествляется с изменением времен года, для бризов, с изменением дня и ночи. Наконец, локальные ветры — это те, которые дуют в особых зонах земной поверхности из-за одинаково особых причин, не подчиняясь определенному ритму.

Таковы, например, знаменитая северная окраина, мистраль Леванта, смущение, Трамонтана. и т.д. и многие другие, которые не имеют особой регулярности в разных зонах земного шара. Специальные ветры закручивают тропические циклоны, знаменитые тайфуны Индийского океана и морей Китая и ураганы Вест-Индии; другие ветры называются громовыми ударами воздуха, те, которые поднимаются в вихре.

Энтальпия

Также существует такое понятие, как энтальпия. Энтальпия — это свойство тела (вещества), определяющее количество энергии, сохраненной в его молекулярной структуре, которая доступна для преобразования в теплоту при определённой температуре и давлении. Но не всю энергию можно преобразовать в теплоту, т.к. часть внутренней энергии тела остается в веществе для поддержания его молекулярной структуры.

Если анализ воздуха производится в вертикальном разрезе на Землю, часто обнаруживаются большие различия в температуре, давлении и содержании влаги; но если анализ проводится горизонтально, характеристики воздушной массы, как правило, одинаковы. На любой широте массы воздуха имеют два основных типа: те, которые образуются на Земле, и те, которые образуются на море.

Различия между ними обусловлены прежде всего тем фактом, что земля нагревается быстрее, чем море, но также охлаждается быстрее. В тропических регионах зимой горячая земля производит континентальную массу более теплого воздуха и более сухую, чем масса тропического морского воздуха. В высоких широтах полярная континентальная воздушная масса зимой имеет более низкие температуры, чем полярная морская масса воздуха.

Расчет влажности

Для расчета значений влажности применяют несложные формулы. Так, абсолютную влажность принято обозначать p и определять как

p = m вод. пара / V воздуха

где m вод. пара – масса водяного пара (г)
V воздуха — объем воздуха (м 3), в котором он содержится.

Общепринятое обозначение относительной влажности — φ. Относительную влажность рассчитывают по формуле:

Континентальные воздушные массы могут двигаться по морю, и массы морского воздуха могут делать это на континентах. Этот факт вызывает изменения в воздушных массах, особенно в индексе падения. Воздух на уровне земли обычно теплее воздуха в верхних слоях.

В теплых регионах скорость падения велика, а нижние слои, содержащие испаренную влагу, возрастают в конвективных течениях. Тем не менее, в холодных регионах скорость падения низкая, и наблюдается небольшое вертикальное движение воздуха. Поездка по Испании — круиз по пустыне. Огромные просторы покрыты скрабами и небольшими растениями, которые покрывают мраморный пол. В сьеррах есть деревья, но нет деревьев, когда мы спускаемся на равнины, которые простираются без них до горизо

housepic.ru

Отправить ответ

avatar
  Подписаться  
Уведомление о