Relativna vlažnost u zatvorenom prostoru. Zasićena para, ključanje, vlažnost vazduha Upotreba čaše vode

Za ovaj zadatak možete dobiti 1 bod na Jedinstvenom državnom ispitu 2020

Zadatak 10. Jedinstvenog državnog ispita iz fizike posvećen je toplotnoj ravnoteži i svemu što je s njom povezano. Karte su strukturirane na način da otprilike polovina sadrži pitanja o vlažnosti (tipičan primjer takvog problema je „Koliko puta se povećala koncentracija molekula pare ako je volumen pare izotermički prepolovljen“), ostatak odnose se na toplinski kapacitet tvari. Pitanja o toplotnom kapacitetu gotovo uvijek sadrže grafikon, koji se prvo mora proučiti da bi se tačno odgovorilo na pitanje.

Zadatak 10 Jedinstvenog državnog ispita iz fizike obično izaziva poteškoće kod učenika, osim nekoliko opcija koje su posvećene određivanju relativne vlažnosti zraka pomoću psihrometrijskih tablica. S ovim pitanjem školarci najčešće započinju ispunjavanje zadataka, čije rješavanje obično traje jednu ili dvije minute. Ukoliko učenik dobije kartu sa upravo ovakvim zadatkom broj 10 Jedinstvenog državnog ispita iz fizike, ceo test će biti znatno lakši, jer je vreme za njegovo rešavanje ograničeno na određeni broj minuta.

Vlažnost je mjera količine vodene pare u zraku. Relativna vlažnost je količina vode sadržana u vazduhu na datoj temperaturi u poređenju sa maksimalan broj vode, koja se može sadržavati u zraku na istoj temperaturi u obliku pare.

Drugim riječima, relativna vlažnost pokazuje koliko vlage još nedostaje okruženje počela kondenzacija. Ova vrijednost karakterizira stepen zasićenosti zraka vodenom parom. Prilikom izračunavanja optimalne vlažnosti zraka u prostoriji govorimo konkretno o relativnoj vlažnosti zraka.

• Na primjer, na temperaturi od 21°C, jedan kilogram suhog zraka može sadržavati do 15,8 g vlage. Ako 1 kg suhog zraka sadrži 15,8 g vode, onda se kaže da je relativna vlažnost 100%. Ako ista količina vazduha sadrži 7,9 g vode na istoj temperaturi, tada će u poređenju sa maksimalno mogućom količinom vlage odnos biti: 7,9/15,8 = 0,50 (50%). Stoga će relativna vlažnost takvog zraka biti 50%.

Koja je vlažnost optimalna?

Idealna vlažnost u stambenom prostoru je 40-60%. IN ljetnih mjeseci vazduh je dovoljno vlažan (u posebno kišnom vremenu relativna vlažnost može dostići 80-90%), tako da nema potrebe za dodatnim metodama ovlaživanja.

Međutim, zimi dovode sistemi centralnog grijanja i drugi uređaji za grijanje suvi vazduh. To je zato što intenzivno zagrijavanje povećava temperaturu, ali ne povećava količinu vodene pare. To uzrokuje pojačano isparavanje vlage sa svih strana: sa vaše kože i iz vašeg tijela, sobnih biljaka, pa čak i namještaja. Relativna vlažnost u stanovima zimi obično nije veća od 15%. Ovo je čak manje nego u pustinji Sahara! Tamo je relativna vlažnost 25%.

Table optimalna vlažnost pokazuje koliko je nivo od 15% nedovoljan:

ljudski 45-65%Računarska oprema i kućni aparati 45-65%Namještaj i muzički instrumenti 40-60%Biblioteke, izložbe umjetničkih galerija i muzeja 40-60%

Kako postići optimalnu vlažnost?

Jedini savjet je da ovlažite prostoriju.

Postoji mnogo "narodnih" metoda vlaženja. Možete, na primjer, objesiti mokre ručnike i krpe u sobi. Stavite rezervoar za vodu na grejač. Isparavanje vode prije ili kasnije dovodi do povećanja vlažnosti zraka. Kako bi se klavir zaštitio od isušivanja, ranije je bilo preporučljivo staviti teglu vode unutra. Opcija za one koji ne štede novca je ukrasna fontana u prostoriji.

Međutim, ove metode su nezgodne i neefikasne. Nije moguće značajno povećati vlažnost vazduha u prostoriji koristeći teglu vode. Osim toga, limenka na radijatoru i ručnici na užadima ne izgledaju baš estetski ugodno.

Najefikasniji i praktičniji način povećanja vlažnosti u zatvorenom prostoru je ugradnja ovlaživač. Ovaj uređaj za kontrolu klime je u stanju da održi tačno određeni nivo vlažnosti, osim toga, jeftin je i jednostavan za upotrebu. A nova generacija ovlaživača sama kontroliše optimalnu vlažnost.

Vazduh je u izvesnoj meri ispunjen vodenom parom. Njegovu količinu karakterizira takav pokazatelj kao vlažnost. Može biti apsolutna i relativna. Prvi indikator označava količinu vode sadržanu u jednom kubnom metru zraka. Drugi pojam se koristi za određivanje omjera između najveće moguće količine pare i stvarne količine. Ako se utvrdi vlažnost zraka u zatvorenom prostoru, to je relativan pokazatelj.

Zašto mjeriti i kontrolirati vlažnost u zatvorenom prostoru?

Vlažnost u kući direktno utiče na zdravlje i dobrobit svih njenih stanovnika. Ako indikatori ne odgovaraju normi, ne samo da ljudi pate, već i sobne biljke, namještaj i ostalo. Količina vodene pare u okolini nije stabilna i stalno se mijenja u zavisnosti od doba godine.

Zašto je suv vazduh opasan?

Niska vlažnost u zatvorenom prostoru se vrlo često uočava tokom sezone grijanja. To dovodi do činjenice da osoba brzo gubi vodu kroz kožu i respiratorni trakt. Kao rezultat takvih negativnih pojava, uočavaju se sljedeći efekti:

• smanjena elastičnost i suhoća kože, koji je praćen pojavom mikropukotina, dovodi do razvoja dermatitisa;
• isušivanje sluznice očiju dovodi do crvenila, peckanja i suzenja očiju;
• krv gubi dio svoje tekuće komponente, što smanjuje brzinu njenog kretanja, stvarajući dodatni stres za srce;
• osoba pati od glavobolje, osjeća se umorno i gubi normalne performanse;
• povećava se viskoznost želučanog soka, što otežava probavu;
• dolazi do isušivanja sluzokože respiratornog trakta, što slabi lokalni imunitet;
• povećanje koncentracije patogenih mikroorganizama u zraku, koji se obično neutraliziraju kapljicama zraka.

Za mjerenje zraka u stanu dovoljno je kupiti najjednostavniji uređaj, koji se obično kombinira s termometrom ili satom. Ima malu grešku od 3-5%, što nije kritično.

Koristeći čašu vode

Da biste odredili vlažnost vazduha, potrebno je da običnu čašu napunite vodom i stavite je u frižider na 3 sata da se tečnost ohladi na 3-5°C. Posuda se vadi i stavlja na sto dalje od uređaja za grijanje. Nekoliko minuta promatrajte stijenke stakla, gdje detektuju pojavu kondenzacije u obliku kapljica vode. Rezultati eksperimenta su izraženi na sljedeći način:

• staklo se brzo osušilo - smanjena je vlažnost;
• zidovi su ostali zamagljeni - standardi vlažnosti u prostoriji su ispunjeni;
• Voda je počela da teče niz staklo - vlažnost je povećana.

Assmann stol

Assmann tabela je dizajnirana za određivanje vlažnosti pomoću psihrometra. Sastoji se od dva termometra - običnog i jednog sa funkcijom vlaženja. Pokazatelji mjereni drugim uređajem će biti nešto niži.

Koristeći jelovu šišarku

Uzmite običnu šišarku i stavite je dalje od uređaja za grijanje. Na suhom zraku njegove ljuske će se otvoriti, a na vlažnom će se čvrsto skupiti.

Općeprihvaćeni standardi

Standardi vlažnosti u zatvorenom prostoru zavise od njegove namjene i doba godine. Usklađenost s preporučenim parametrima osigurat će dobro zdravlje i neće negativno utjecati na ljudski imunitet.

Standardi za stan

Za stan su svi standardi u pogledu klimatskih parametara navedeni u GOST 30494-96. Prema ovom dokumentu, vlažnost vazduha u hladnoj sezoni treba da se kreće od 30-45%, au toploj sezoni - 30-60%. Uprkos ovim vrijednostima, indikator od 30% može biti loše percipiran ljudsko tijelo. Stoga liječnici preporučuju održavanje parametara od 40-60%, koji se smatraju optimalnim u bilo koje doba godine.

Standardi za dečiju sobu

Dječje tijelo ne može pravilno funkcionirati pri niskoj vlažnosti zraka. To dovodi do brzog sušenja sluznice, što može dovesti do smanjenja lokalnog imuniteta.

Workplace

Nivo vlage na radnom mjestu zavisi od specifičnosti posla. Na primjer, za uredske radnike to je 40-60%.

Kako normalizirati mikroklimu u zatvorenom prostoru?

Da bi mikroklima u zatvorenom prostoru bila ugodna za život, potrebno je koristiti sljedeće savjete:

• upotreba ovlaživača vazduha. Neophodan tokom sezone grijanja u svakoj prostoriji;
• redovno provetravanje;
• povećanje broja sobnih biljaka;
• dostupnost izduvne ventilacije. Supply hoodće snabdjeti prostorije svježi zrak i normalizira količinu vodene pare;
• u nekim slučajevima preporučuje se korištenje posebnih odvlaživača zraka opremljenih upijajućim tvarima;
• Zabranjeno je sušiti odjeću u stambenim prostorijama, što negativno utječe na njihovu mikroklimu.

Video: Kako izmjeriti vlažnost zraka

• Dom
• Klima uređaji

Ovaj video vodič je dostupan uz pretplatu

Već imate pretplatu? Da uđem

I-17="">Zasićena para, vlažnost vazduha

Današnju lekciju posvetićemo diskusiji o pojmu vlažnosti vazduha i metodama za njeno merenje. Glavni fenomen koji utiče na vlažnost vazduha biće proces isparavanja vode, o čemu smo već govorili ranije, a najvažniji koncept koji ćemo koristiti biće zasićena i nezasićena para.

Ako razlikujemo različita stanja pare, ona će biti određena interakcijom u kojoj se para nalazi sa svojom tekućinom. Ako zamislimo da se neka tečnost nalazi u zatvorenoj posudi i da dolazi do procesa isparavanja, onda će taj proces prije ili kasnije doći u stanje u kojem će se isparavanje u jednakim vremenskim intervalima kompenzirati kondenzacijom i takozvanom dinamičkom ravnotežom pojaviće se tečnost sa svojom parom (slika 1).

Rice. 1. Zasićena para

Definicija.Zasićena para je para koja je u termodinamičkoj ravnoteži sa svojom tekućinom. Ako para nije zasićena, onda ne postoji termodinamička ravnoteža (slika 2).

Rice. 2. Nezasićena para

Koristeći ova dva koncepta, opisat ćemo tako važnu karakteristiku zraka kao što je vlažnost.

Definicija.Vlažnost vazduha– vrijednost koja pokazuje sadržaj vodene pare u zraku.

Postavlja se pitanje: zašto je važno razmotriti koncept vlažnosti i kako vodena para dospijeva u zrak? To je poznato većina Površinu Zemlje zauzima voda (Svetski okean), sa čije površine se neprekidno dešava isparavanje (slika 3). Naravno, u raznim klimatskim zonama intenzitet ovog procesa varira, što zavisi od prosječne dnevne temperature, prisustva vjetrova i sl. Ovi faktori uslovljavaju činjenicu da je na pojedinim mjestima proces isparavanja vode intenzivniji od njene kondenzacije, a na pojedinim mjestima obrnuto. U prosjeku, može se tvrditi da para koja se formira u zraku nije zasićena, a njena svojstva moraju biti opisana.

Rice. 3. Isparavanje tečnosti (izvor)

Za ljude je količina vlage veoma velika važan parametar okoline, jer naše tijelo vrlo aktivno reaguje na njegove promjene. Na primjer, mehanizam za regulaciju funkcioniranja tijela, kao što je znojenje, direktno je povezan s temperaturom i vlažnošću okoline. Pri visokoj vlažnosti, procesi isparavanja vlage s površine kože se praktično kompenziraju procesima njene kondenzacije i poremećeno je odvođenje topline iz tijela, što dovodi do poremećaja termoregulacije. Pri niskoj vlažnosti, procesi isparavanja vlage prevladavaju nad procesima kondenzacije i tijelo gubi previše tekućine, što može dovesti do dehidracije.

Količina vlage važna je ne samo za ljude i druge žive organizme, već i za protok tehnološkim procesima. Na primjer, zbog poznatog svojstva vode da provodi struja njegov sadržaj u zraku može ozbiljno utjecati na ispravan rad većine električnih uređaja.

Osim toga, koncept vlažnosti je najvažniji kriterijum procjene vremenskim uvjetima, koje svi znaju iz vremenske prognoze. Vrijedi napomenuti da ako uporedimo vlažnost u različito doba godine u našoj uobičajenoj klimatskim uslovima, tada je veći ljeti, a manji zimi, što je posebno povezano sa intenzitetom procesa isparavanja na različitim temperaturama.

Apsolutna vlažnost vazduha

Glavne karakteristike vlažnog vazduha su:

1. gustina vodene pare u vazduhu;
2. relativna vlažnost.

Vazduh je kompozitni gas i sadrži mnogo različitih gasova, uključujući vodenu paru. Da biste procijenili njegovu količinu u zraku, potrebno je odrediti koju masu vodena para ima u određenoj dodijeljenoj zapremini - ovu vrijednost karakterizira gustina. Gustina vodene pare u vazduhu se naziva apsolutna vlažnost.

Definicija.Apsolutna vlažnost vazduha– količina vlage sadržana u jednom kubnom metru vazduha.

Oznakaapsolutna vlažnost: (kao i uobičajena oznaka gustina).

Jediniceapsolutna vlažnost: img="">

masa pare (vode) u vazduhu, kg (u SI) ili g;

I-19="">Relativna vlažnost

Za opis takve percepcije uvedena je sljedeća veličina: relativna vlažnost.

Definicija.Relativna vlažnost– vrijednost koja pokazuje koliko je para udaljena od zasićenja.

Odnosno, vrijednost relativne vlažnosti, jednostavnim riječima, pokazuje sljedeće: ako je para daleko od zasićenja, onda je vlažnost niska, ako je blizu, visoka.

Oznakarelativna vlažnost: .

Jedinicerelativna vlažnost: %.

Formula kalkulacije relativna vlažnost:

Img="" i-20="">Kondenzacijski higrometar

Kao što se može vidjeti iz formule, uključuje apsolutna vlažnost, sa kojim smo već upoznati, i gustinom zasićene pare na istoj temperaturi. Postavlja se pitanje: kako odrediti potonju vrijednost? Za to postoje posebni uređaji. Razmotrićemo kondenzacijehigrometar(Sl. 4) je uređaj koji se koristi za određivanje tačke rose.

Definicija.Tačka rose– temperatura na kojoj para postaje zasićena.

Rice. 4. Kondenzacijski higrometar (izvor)

U posudu uređaja ulijeva se tekućina koja lako isparava, na primjer, eter, ubacuje se termometar (6), a kroz posudu se pomoću sijalice (5) pumpa zrak. Kao rezultat pojačane cirkulacije zraka, počinje intenzivno isparavanje etra, zbog toga se smanjuje temperatura posude, a na ogledalu (4) se pojavljuje rosa (kapljice kondenzirane pare). U trenutku kada se rosa pojavi na ogledalu, temperatura se mjeri pomoću termometra;

Šta učiniti sa dobijenom temperaturom (tačkom rose)? Postoji posebna tabela u koju se unose podaci - koja gustina zasićene vodene pare odgovara svakoj određenoj tački rose. Treba napomenuti korisna činjenica, da kako raste tačka rose, raste i vrednost odgovarajuće gustine zasićene pare. Drugim riječima, što je topliji zrak, to je topliji velika količina može sadržavati vlagu, i obrnuto, što je zrak hladniji, to je manji maksimalni sadržaj pare u njemu.

Higrometar za kosu

Razmotrimo sada princip rada drugih vrsta higrometara, instrumenata za mjerenje karakteristika vlažnosti (od grčkog hygros - "mokar" i metreo - "mjerim").

Higrometar za kosu(Sl. 5) – uređaj za merenje relativne vlažnosti, u kome, kao aktivni element pojavljuje se kosa, na primjer ljudska kosa.

Rice. 5. Higrometar za kosu (izvor)

Djelovanje higrometra za kosu zasniva se na svojstvu odmašćene kose da mijenja svoju dužinu pri promjeni vlažnosti zraka (sa povećanjem vlažnosti dužina kose se povećava, a sa smanjenjem smanjuje), što omogućava mjerenje relativne vlažnosti. Kosa je zategnuta preko metalnog okvira. Promjena dužine kose prenosi se na strelicu koja se kreće duž skale. Treba imati na umu da higrometar za kosu ne daje tačne vrijednosti relativne vlažnosti, a koristi se prvenstveno za kućne potrebe.

Psihrometar

Pogodniji i precizniji uređaj za mjerenje relativne vlažnosti je psihrometar (od starogrčkog ψυχρός - "hladno") (slika 6).

Psihrometar se sastoji od dva termometra, koji su fiksirani na zajedničkoj skali. Jedan od termometara naziva se mokri termometar jer je umotan u kambrik tkaninu, koja je uronjena u rezervoar vode koji se nalazi na poleđini uređaja. Voda isparava iz mokre tkanine, što dovodi do hlađenja termometra, proces snižavanja njegove temperature se nastavlja sve dok se ne postigne stupanj dok para u blizini mokre tkanine ne dostigne zasićenje i termometar počne pokazivati ​​temperaturu tačke rosišta. Dakle, mokri termometar pokazuje temperaturu manju ili jednaku stvarnoj temperaturi okoline. Drugi termometar naziva se suhi termometar i pokazuje stvarnu temperaturu.

Na tijelu uređaja se u pravilu nalazi i takozvana psihrometrijska tablica (tabela 2). Koristeći ovu tabelu, možete odrediti relativnu vlažnost okolnog zraka iz vrijednosti temperature koju pokazuje termometar sa suvim termometrom i iz temperaturne razlike između suve i vlažne sijalice.

Međutim, čak i bez takve tablice pri ruci, možete približno odrediti vrijednost vlažnosti pomoću sledeći princip. Ako su očitanja oba termometra bliska jedno drugom, tada se isparavanje vode iz vlažnog gotovo u potpunosti kompenzira kondenzacijom, odnosno vlažnost zraka je visoka. Ako je, naprotiv, razlika u očitanjima termometra velika, tada isparavanje iz mokre tkanine prevladava nad kondenzacijom i zrak je suh, a vlažnost niska.

Tabele karakteristika vlažnosti

Okrenimo se tablicama koje nam omogućavaju da odredimo karakteristike vlažnosti zraka.

temperatura,

Pritisak, mm. rt. Art.

Gustina pare

Zasićena para.

Ako plovilo sa čvrsto zatvorite tečnost, količina tečnosti će se prvo smanjiti, a zatim ostati konstantna. Kada ne Menn Na ovoj temperaturi, sistem tečnost-para će dostići stanje termičke ravnoteže i ostaće u njemu koliko god se želi. Istovremeno sa procesom isparavanja dolazi i do kondenzacije, oba procesa u prosjeku kompohrabrujte jedni druge. U prvom trenutku, nakon što se tečnost ulije u posudu i zatvori, tečnost ćeispari i gustina pare iznad nje će se povećati. Međutim, u isto vrijeme će se povećati broj molekula koji se vraćaju u tekućinu. Što je veća gustina pare, to veći broj njegovi molekuli se vraćaju u tečnost. Kao rezultat toga, u zatvorenoj posudi na konstantnoj temperaturi uspostavit će se dinamička (pokretna) ravnoteža između tekućine i pare, odnosno broj molekula koji napuštaju površinu tekućine nakon određenog R th vremenski period će biti u proseku jednak broju molekula pare koji se vraćaju u tečnost za isto vreme b. Steam, nah koja pluta u dinamičkoj ravnoteži sa svojom tečnošću naziva se zasićena para. Ovo je definicija donje crteTo znači da u datoj zapremini na datoj temperaturi ne može biti veća količina pare.

Pritisak zasićene pare .

Šta će se dogoditi sa zasićenom parom ako se smanji volumen koji zauzima? Na primjer, ako komprimirate paru koja je u ravnoteži sa tekućinom u cilindru ispod klipa, održavajući temperaturu sadržaja cilindra konstantnom. Kada se para komprimira, ravnoteža će početi da se narušava. U početku će se gustina pare malo povećati i veći broj molekula će početi da se kreće iz gasa u tečnost nego iz tečnosti u gas. Uostalom, broj molekula koji napuštaju tekućinu u jedinici vremena ovisi samo o temperaturi, a kompresija pare ne mijenja taj broj. Proces se nastavlja sve dok se ponovo ne uspostave dinamička ravnoteža i gustina pare, te stoga koncentracija njegovih molekula poprima prethodne vrijednosti. Posljedično, koncentracija zasićenih molekula pare na konstantnoj temperaturi ne ovisi o njenoj zapremini. Pošto je pritisak proporcionalan koncentraciji molekula (p=nkT), iz ove definicije sledi da pritisak zasićene pare ne zavisi od zapremine koju zauzima. Pritisak p n.p. pritisak pare pri kojem je tečnost u ravnoteži sa svojom parom naziva se pritisak zasićene pare.

Zavisnost pritiska zasićene pare o temperaturi.

Stanje zasićene pare, kako iskustvo pokazuje, približno je opisano jednadžbom stanja idealnog gasa, a njen pritisak je određen formulom P = nkT Kako temperatura raste, pritisak raste. Pošto pritisak zasićene pare ne zavisi od zapremine, zavisi samo od temperature. Međutim, zavisnost p.n. iz T, utvrđeno eksperimentalno, nije direktno proporcionalno, kao u idealnom gasu pri konstantnoj zapremini. Sa povećanjem temperature, pritisak prave zasićene pare raste brže od pritiska idealnog gasa (Sl.odvodna kriva 12). Zašto se ovo dešava? Kada se tečnost zagreje u zatvorenoj posudi, deo tečnosti se pretvara u paru. Kao rezultat toga, prema formuli P = nkT, tlak zasićene pare raste ne samo zbog povećanja temperature tekućine, već i zbog povećanja koncentracije molekula (gustine) pare. U osnovi, povećanje tlaka s povećanjem temperature određuje se upravo povećanjem koncentracije centralno ii. (Glavna razlika u ponašanju iIdealni gas i zasićena para je da kada se temperatura pare u zatvorenoj posudi promeni (ili kada se zapremina promeni pri konstantnoj temperaturi), masa pare se menja. Tečnost se delimično pretvara u paru, ili, naprotiv, para se delimično kondenzujetsya. Ništa slično se ne dešava sa idealnim gasom.) Kada sva tečnost ispari, para će prestati da bude zasićena daljim zagrijavanjem i njen pritisak pri konstantnoj zapremini će se povećatije direktno proporcionalna apsolutnoj temperaturi (vidi sliku, dio krivulje 23).

Kipuće.

Vrenje je intenzivan prijelaz tvari iz tekućeg u plinovito stanje, koji se odvija u cijeloj zapremini tečnosti (a ne samo na njenoj površini). (Kondenzacija je obrnuti proces.) Kako temperatura tečnosti raste, brzina isparavanja se povećava. Konačno, tečnost počinje da ključa. Prilikom ključanja u cijelom volumenu tekućine formiraju se brzo rastući mjehurići pare, koji isplivaju na površinu. Tačka ključanja tečnosti ostaje konstantna. To se događa zato što se sva energija dovedena u tečnost troši pretvarajući je u paru. Pod kojim uslovima počinje ključanje?

Tečnost uvek sadrži otopljene gasove koji se oslobađaju na dnu i zidovima posude, kao i na česticama prašine suspendovanim u tečnosti, koje su centri isparavanja. Tečne pare unutar mehurića su zasićene. Kako temperatura raste, pritisak zasićene pare se povećava i mjehurići se povećavaju u veličini. Pod uticajem sile plutanja plutaju prema gore. Ako gornji slojevi tečnosti imaju više niske temperature, tada dolazi do kondenzacije pare u mjehurićima u ovim slojevima. Pritisak brzo opada i mjehurići kolabiraju. Kolaps se dešava tako brzo da se zidovi mjehura sudare i proizvode nešto poput eksplozije. Mnoge takve mikro eksplozije stvaraju karakterističnu buku. Kada se tečnost dovoljno zagrije, mjehurići će prestati da se urušavaju i isplivaju na površinu. Tečnost će proključati. Pažljivo gledajte čajnik na šporetu. Videćete da skoro prestaje da proizvodi buku pre nego što proključa. Ovisnost pritiska zasićene pare o temperaturi objašnjava zašto tačka ključanja tečnosti zavisi od pritiska na njenoj površini. Mjehur pare može rasti kada pritisak zasićene pare u njemu malo premaši pritisak u tečnosti, što je zbir pritiska vazduha na površini tečnosti (vanjski pritisak) i hidrostatskog pritiska stuba tečnosti. Vrenje počinje na temperaturi na kojoj je pritisak zasićene pare u mjehurićima jednak pritisku u tekućini. Što je veći vanjski pritisak, to je viša tačka ključanja. I obrnuto, smanjenjem vanjskog pritiska, snižavamo na taj način tačku ključanja. Pumpanjem zraka i vodene pare iz tikvice, možete učiniti da voda proključa na sobnoj temperaturi. Svaka tečnost ima svoju tačku ključanja (koja ostaje konstantna dok sva tečnost ne proključa), što zavisi od pritiska njene zasićene pare. Što je veći pritisak zasićene pare, niža je tačka ključanja tečnosti.

Vlažnost vazduha i njeno merenje.

Gotovo uvijek postoji određena količina vodene pare u zraku oko nas. Vlažnost vazduha zavisi od količine vodene pare koja se u njemu nalazi. Vlažan vazduh sadrži veći procenat molekula vode od suvog vazduha. Bol Od velikog značaja je relativna vlažnost vazduha, o čemu se svakodnevno čuju poruke u izveštajima vremenske prognoze.

U veziJaka vlažnost je odnos gustine vodene pare sadržane u vazduhu i gustine zasićene pare na datoj temperaturi, izražen u procentima (pokazuje koliko je vodena para u vazduhu blizu zasićenosti).

Tačka rose

Suvoća ili vlažnost zraka ovisi o tome koliko je njegova vodena para blizu zasićenosti. Ako se vlažan vazduh ohladi, para u njemu se može dovesti do zasićenja, a zatim će se kondenzovati. Znak da je para postala zasićena je pojava prvih kapi kondenzovane tečnosti - rose. Temperatura na kojoj para u zraku postaje zasićena naziva se tačka rose. Tačka rose takođe karakteriše vlažnost vazduha. Primjeri: rosa koja pada ujutro, zamagljivanje hladnog stakla ako udišete na njega, stvaranje kapi vode na cijevi za hladnu vodu, vlaga u podrumima kuća. Za mjerenje vlažnosti zraka koriste se mjerni instrumenti - higrometri. Postoji nekoliko vrsta higrometara, ali glavni su kosa i psihrometrijski.

U ovoj lekciji će se uvesti pojam apsolutne i relativne vlažnosti vazduha, raspravljaće se o pojmovima i količinama povezanim sa ovim pojmovima: zasićena para, tačka rose, instrumenti za merenje vlažnosti. Tokom lekcije upoznaćemo se sa tabelama gustine i pritiska zasićene pare i psihrometrijskom tabelom.

Za ljude je nivo vlažnosti veoma važan parametar životne sredine, jer naše telo veoma aktivno reaguje na njene promene. Na primjer, mehanizam za regulaciju funkcioniranja tijela, kao što je znojenje, direktno je povezan s temperaturom i vlažnošću okoline. Pri visokoj vlažnosti, procesi isparavanja vlage s površine kože se praktično kompenziraju procesima njene kondenzacije i poremećeno je odvođenje topline iz tijela, što dovodi do poremećaja termoregulacije. Pri niskoj vlažnosti, procesi isparavanja vlage prevladavaju nad procesima kondenzacije i tijelo gubi previše tekućine, što može dovesti do dehidracije.

Količina vlage važna je ne samo za ljude i druge žive organizme, već i za tok tehnoloških procesa. Na primjer, zbog poznatog svojstva vode da provodi električnu struju, njen sadržaj u zraku može ozbiljno utjecati na ispravan rad većine električnih uređaja.

Osim toga, koncept vlažnosti je najvažniji kriterij za procjenu vremenskih prilika, što svi znaju iz vremenske prognoze. Vrijedi napomenuti da ako uporedimo vlažnost zraka u različito doba godine u našim uobičajenim klimatskim uvjetima, ona je viša ljeti i niža zimi, što je posebno povezano s intenzitetom procesa isparavanja na različitim temperaturama.

Glavne karakteristike vlažnog vazduha su:

1. gustina vodene pare u vazduhu;
2. relativna vlažnost.

Vazduh je kompozitni gas i sadrži mnogo različitih gasova, uključujući vodenu paru. Da biste procijenili njegovu količinu u zraku, potrebno je odrediti koju masu vodena para ima u određenoj dodijeljenoj zapremini - ovu vrijednost karakterizira gustina. Gustina vodene pare u vazduhu se naziva apsolutna vlažnost.

Definicija.Apsolutna vlažnost vazduha- količina vlage sadržana u jednom kubnom metru zraka.

Oznakaapsolutna vlažnost: (kao što je uobičajena oznaka za gustinu).

Jediniceapsolutna vlažnost: (u SI) ili (za praktičnost mjerenja malih količina vodene pare u zraku).

Formula kalkulacije apsolutna vlažnost:

Oznake:

Masa pare (vode) u vazduhu, kg (u SI) ili g;

Volumen zraka koji sadrži naznačenu masu pare je .

S jedne strane, apsolutna vlažnost zraka je razumljiva i prikladna vrijednost, jer daje predstavu o specifičnom sadržaju vode u zraku po masi, s druge strane, ova vrijednost je nezgodna sa stanovišta osjetljivosti vlažnosti živih organizama. Ispada da, na primjer, osoba ne osjeća maseni sadržaj vode u zraku, već upravo njen sadržaj u odnosu na najveću moguću vrijednost.

Za opis takve percepcije uvedena je sljedeća veličina: relativna vlažnost.

Definicija.Relativna vlažnost– vrijednost koja pokazuje koliko je para udaljena od zasićenja.

Odnosno, vrijednost relativne vlažnosti, jednostavnim riječima, pokazuje sljedeće: ako je para daleko od zasićenja, onda je vlažnost niska, ako je blizu, visoka.

Oznakarelativna vlažnost: .

Jedinicerelativna vlažnost: %.

Formula kalkulacije relativna vlažnost:

Oznake:

Gustina vodene pare (apsolutna vlažnost), (u SI) ili ;

Gustina zasićene vodene pare na datoj temperaturi, (u SI) ili .

Kao što se vidi iz formule, ona uključuje apsolutnu vlažnost, sa kojom smo već upoznati, i gustinu zasićene pare na istoj temperaturi. Postavlja se pitanje: kako odrediti potonju vrijednost? Za to postoje posebni uređaji. Razmotrićemo kondenzacijehigrometar(Sl. 4) - uređaj koji se koristi za određivanje tačke rose.

Definicija.Tačka rose- temperatura na kojoj para postaje zasićena.

Rice. 4. Kondenzacijski higrometar ()

U posudu uređaja ulijeva se tekućina koja lako isparava, na primjer, eter, ubacuje se termometar (6), a kroz posudu se pomoću sijalice (5) pumpa zrak. Kao rezultat pojačane cirkulacije zraka, počinje intenzivno isparavanje etra, zbog toga se smanjuje temperatura posude, a na ogledalu (4) se pojavljuje rosa (kapljice kondenzirane pare). U trenutku kada se rosa pojavi na ogledalu, temperatura se mjeri pomoću termometra;

Šta učiniti sa dobijenom temperaturom (tačkom rose)? Postoji posebna tabela u koju se unose podaci - koja gustina zasićene vodene pare odgovara svakoj određenoj tački rose. Vrijedi napomenuti korisnu činjenicu da kako se tačka rosišta povećava, povećava se i vrijednost odgovarajuće gustine zasićene pare. Drugim riječima, što je zrak topliji, to može sadržavati veću količinu vlage, i obrnuto, što je zrak hladniji, to je manji maksimalni sadržaj pare u njemu.

Razmotrimo sada princip rada drugih vrsta higrometara, uređaja za mjerenje karakteristika vlažnosti (od grčkog hygros - "mokar" i metreo - "mjerim").

Higrometar za kosu(Sl. 5) - uređaj za mjerenje relativne vlažnosti, u kojem kosa, na primjer ljudska kosa, djeluje kao aktivni element.

Djelovanje higrometra za kosu zasniva se na svojstvu odmašćene kose da mijenja svoju dužinu pri promjeni vlažnosti zraka (sa povećanjem vlažnosti dužina kose se povećava, a sa smanjenjem smanjuje), što omogućava mjerenje relativne vlažnosti. Kosa je zategnuta preko metalnog okvira. Promjena dužine kose prenosi se na strelicu koja se kreće duž skale. Treba imati na umu da higrometar za kosu ne daje tačne vrijednosti relativne vlažnosti i koristi se prvenstveno za kućne potrebe.

Pogodniji i precizniji uređaj za mjerenje relativne vlažnosti je psihrometar (od starogrčkog ψυχρός - "hladno") (slika 6).

Psihrometar se sastoji od dva termometra, koji su fiksirani na zajedničkoj skali. Jedan od termometara naziva se mokri termometar jer je umotan u kambrik tkaninu, koja je uronjena u rezervoar vode koji se nalazi na poleđini uređaja. Voda isparava iz mokre tkanine, što dovodi do hlađenja termometra, proces snižavanja njegove temperature se nastavlja sve dok se ne postigne stupanj dok para u blizini mokre tkanine ne dostigne zasićenje i termometar počne pokazivati ​​temperaturu tačke rosišta. Dakle, mokri termometar pokazuje temperaturu manju ili jednaku stvarnoj temperaturi okoline. Drugi termometar naziva se suhi termometar i pokazuje stvarnu temperaturu.

Na tijelu uređaja se u pravilu nalazi i takozvana psihrometrijska tablica (tabela 2). Koristeći ovu tabelu, možete odrediti relativnu vlažnost okolnog zraka iz vrijednosti temperature koju pokazuje termometar sa suvim termometrom i iz temperaturne razlike između suve i vlažne sijalice.

Međutim, čak i bez takve tablice pri ruci, možete približno odrediti količinu vlage koristeći sljedeći princip. Ako su očitanja oba termometra bliska jedno drugom, tada se isparavanje vode iz vlažnog gotovo u potpunosti kompenzira kondenzacijom, odnosno vlažnost zraka je visoka. Ako je, naprotiv, razlika u očitanjima termometra velika, tada isparavanje iz mokre tkanine prevladava nad kondenzacijom i zrak je suh, a vlažnost niska.

Okrenimo se tablicama koje nam omogućavaju da odredimo karakteristike vlažnosti zraka.

temperatura,	Pritisak, mm. rt. Art.	Gustina pare

Table 1. Gustina i pritisak zasićene vodene pare

Napomenimo još jednom da, kao što je ranije rečeno, vrijednost gustine zasićene pare raste s njenom temperaturom, isto vrijedi i za tlak zasićene pare.

Table 2. Psihometrijska tabela

Podsjetimo da je relativna vlažnost zraka određena vrijednošću očitanja suhog termometra (prva kolona) i razlike između očitanja suhih i vlažnih (prvi red).

U današnjoj lekciji smo se upoznali važna karakteristika vazduh - njegova vlažnost. Kao što smo već rekli, vlažnost se smanjuje u hladnoj sezoni (zima), a povećava se u toploj sezoni (ljeto). Važno je znati regulisati ove pojave, na primjer, ako je potrebno povećati vlažnost, zimi postaviti nekoliko rezervoara vode u zatvorenom prostoru kako bi se ubrzali procesi isparavanja, međutim, ova metoda će biti efikasna samo na odgovarajućoj temperaturi, koji je viši nego spolja.

U sledećoj lekciji ćemo pogledati šta je rad gasa i princip rada motora sa unutrašnjim sagorevanjem.

Bibliografija

1. Gendenshtein L.E., Kaidalov A.B., Kozhevnikov V.B. / Ed. Orlova V.A., Roizena I.I. Fizika 8. - M.: Mnemosyne.
2. Peryshkin A.V. Fizika 8. - M.: Drfa, 2010.
3. Fadeeva A.A., Zasov A.V., Kiselev D.F. Fizika 8. - M.: Prosvetljenje.

1. Internet portal “dic.academic.ru” ()
2. Internet portal “baroma.ru” ()
3. Internet portal “femto.com.ua” ()
4. Internet portal “youtube.com” ()

Zadaća