Тест. Влажность воздуха. Способы определения влажности
Масса водяного пара, содержащегося в 1 м 3 воздуха, или плотность водяного пара, содержащегося в воздухе.
Вопрос 2
О какой влажности воздуха нам сообщают в прогнозе погоды?
Варианты ответов
- Об абсолютной
- Об относительной
Вопрос 3
Температура, при которой водяной пар, содержащийся в воздухе, становится насыщенным, называется . В ответе запишите словосочетание в нужной форме.
Вопрос 4
Какой прибор изображён на рисунке? В ответе запишите слово.
Вопрос 5
Какой прибор изображён на рисунке? В ответе запишите слово или словосочетание.
Вопрос 6
Прибор для измерения влажности воздуха и его температуры.
Варианты ответов
- психрометр
- гигрометр
- термометр
- динамометр
Вопрос 7
В психрометре сухой термометр показывает температуру 25 о С, а влажный — 20 о С. Какова влажность воздуха? Ответ запишите числом. Например, 86
Вопрос 8
В 3 м 3 воздуха при температуре 20 о С находится 10 г водяного пара. Найдите относительную влажность воздуха. Ответ запишите целым числом. Например, 88
Вопрос 9
Относительная влажность воздуха вечером при 20 о С равна 70 %. Выпадет ли роса, если ночью температура понизится до 10 о С? В ответе запишите да или нет.
Вопрос 10
Где самый сухой воздух на Земле? Восстановите название в начальной форме.
Источник
ИНФОФИЗ — мой мир.
Наблюдай внимательно за природой, и ты будешь всё понимать намного лучше.
Альберт Эйнштейн
Вопросы к экзамену
Для всех групп технического профиля
Урок 19. Лабораторная работа № 04. Измерение влажности воздуха (отчет)
Лабораторная работа
Тема: «ИЗМЕРЕНИЕ ВЛАЖНОСТИ ВОЗДУХА»
Цель: освоить прием определения относительной влажности воздуха, основанный на использовании психрометра..
Оборудование: 1. Психрометр.
Выполнение работы.
Задание 1. Измерить влажность воздуха с помощью психрометра.
Подготовили таблицу для записи результатов измерений и вычислений:
№ опыта
tсухого, 0 С
tвлажного, 0 С
Δt, 0 С
φ, %
Рассмотрели устройство психрометра.
Показания сухого термометра tсухого =24 0 С.
Показания влажного термометра tвлажного =21 0 С.
Разность показаний термометров:
Δt = 24 0 С — 21 0 С=3 0 С
По психрометрической таблице определяем влажность воздуха φ:
Психрометрическая таблица.
Разность показаний сухого и влажного термометров
Вывод: в ходе лабораторной работы определили относительную влажность воздуха в кабинете, она равна 77%. Это повышенная влажность воздуха.
Ответы на контрольные вопросы.
1. Почему при продувании воздуха через эфир, на полированной поверхности стенки камеры гигрометра появляется роса? В какой момент появляется роса?
При продувании воздуха через эфир, он быстро испаряется и охлаждает стенки камеры гигрометра. Слой водяного пара, находящийся вблизи поверхности камеры,тоже охлаждается. При определенной температуре водяной пар, содержащийся в воздухе, становится насыщенным и начинает конденсироваться. На отполированной поверхности камеры гигрометра появляются капельки воды.
2. Почему показания «влажного» термометра меньше показаний «сухого» термометра?
Резервуар «влажного» термометра обернут марлей, опущенной в сосуд с водой. Вода смачивает марлю на резервуаре термометра и при её испарении он охлаждается.
3. Могут ли в ходе опытов температуры «сухого» и «влажного» термометров оказаться одинаковыми?
Да. В ходе опытов температуры «сухого» и «влажного» термометров могут оказаться одинаковыми при влажности 100%, т.к. в этом случае испарения с марли «влажного» термометра происходить не будет и он не будет охлаждаться.
4. При каком условии разности показаний термометров наибольшая?
Наибольшая разность показаний термометров будет при сухом воздухе (когда влажность воздуха близка к 0%)
5. Может ли температура «влажного» термометра оказаться выше температуры «сухого» термометра?
Температура «влажного» термометра никогда не может оказаться выше температуры «сухого» термометра, т.к. с марли на резервуаре «влажного» термометра испаряется вода и при её испарении он охлаждается
6. «Сухой» и «влажный» термометр психрометра показывают одну и ту же температуру. Какова относительная влажность воздуха?
Если «сухой» и «влажный» термометр психрометра показывают одну и ту же температуру, то влажность воздуха 100%
7. Каким может быть предельное значение относительной влажности воздуха?
Источник
Измерение относительной влажности воздуха: Какой метод измерения предпочтительней?
Известные всем со школы приборы типа ВИТ (ВИТ-1, ВИТ-2), позволяющие измерять относительную влажность воздуха, похоже, скоро уйдут в прошлое. На смену им приходят современные измерители влажности воздуха с микропроцессорным управлением. О достоверности результатов, полученных с помощью этих, кардинально различающихся по методу измерения приборов и пойдет речь в этой статье (Читайте также статью «Что такое влажность воздуха? Как правильно измерять влажность? Давление водяного пара. Таблицы и примеры расчета.»). Далее для краткости будем именовать их соответственно: «термогигрометры ВИТ» и «цифровые термогигрометры». Рассмотрим два метода измерения относительной влажности воздуха, используемых в этих приборах:
Психрометрический метод измерения относительной влажности воздуха.
Термогигрометры ВИТ используют психрометрический метод измерения влажности, основанный на разнице показаний «сухого» и «увлажненного» термометров. После снятия показаний термометров по психрометрической таблице определяют относительную влажность воздуха. Это исторически самый старый метод измерения относительной влажности воздуха.
На погрешность измерения при использовании этого метода оказывают влияние атмосферное давление, скорость аспирации, температура воздуха, чистота заливаемой воды, запыление тканевого материала. Кроме всего погрешность, возникающую при изменении свойств тканевого материала (например, тканевый материал запылится и высохнет) и изменении скорости движения воздуха около датчиков, трудно заметить. В итоге, даже поверенный психрометр может иметь недостоверность показаний 20 % и выше, особенно при низких уровнях влажности. К недостаткам психрометрических термогигрометров ВИТ можно отнести постоянную необходимость контроля влажного тканевого материала, обязательное введение индивидуальных поправок к показаниям термометров. Самое неоспоримое достоинство же таких приборов очень привлекательная цена.
Метод прямого измерения относительной влажности воздуха.
Современные цифровые термогигрометры используют так называемый метод прямого измерения относительной влажности воздуха. Для измерения влажности прямым методом используются датчики, основанные на различных физических принципах и выполненные по различным технологиям. Можно выделить основные четыре типа датчиков: емкостные, резистивные, на основе оксида олова и на основе оксида алюминия. Рассмотрим кратко особенности каждого типа (табл. 1).
Отличительные особенности различных типов датчиков влажности
| Тип датчика | Особенности |
| Емкостной | Высокая надежность, высокий выход годных кристаллов, низкая стоимость, широкий рабочий диапазон. |
| Резистивный | Самые дешевые, малая доля рынка. |
| На основе оксида олова | Плохая стабильность, плохая взаимозаменяемость |
| На основе оксида алюминия | Узкий диапазон измерения (малая влажность) |
Из этих представленных четырех основных типов для измерения влажности самым оптимальным по совокупности параметров является емкостной. Он обеспечивает широкий диапазон измерений, высокую надежность и низкую стоимость при использовании микроэлектронной технологии, которая позволяет производить емкости планарного типа тонкопленочным методом. Благодаря этому мы имеем миниатюрные габариты чувствительного элемента, возможность имплементации на кристалле специализированной интегральной схемы обработки сигнала. Технологичность и высокий выход годных кристаллов обеспечивают малую стоимость продукции данного типа. Итак, для измерения влажности емкостной метод является лучшим.
Именно такие датчики для измерения относительной влажности применяются в современных цифровых термогигрометрах.
Особенно хочется обратить внимание на ряд специфических моментов, возникающих при определении параметра относительной влажности в рабочих, производственных и других помещениях в холодное время года.
В холодное время года относительная влажность в помещениях имеет низкое значение (15-30 %). С наступлением холодного времени года приходится констатировать, что достаточно часто пользователи, сопоставляя результаты измерения относительной влажности, полученных с помощью цифровых приборов, оснащенных емкостными датчиками, с показаниями приборов типа ВИТ, получают совершенно расходящиеся результаты. Так, в холодное время года, используя при замерах приборы ВИТ, получают значения относительной влажности 40. 70 % в отапливаемых помещениях. Цифровые приборы в тех же условиях показывают гораздо меньшую величину относительной влажности. Показания какого прибора верны, если и тот и другой прибор прошли метрологическую поверку? Далее этот вопрос будет рассмотрен подробно.
Таблицы психрометрические (фрагмент)
Соотношение между параметрами абсолютной (a), относительной (φ) влажности, объемным влагосодержаниемт (Х, ppm) и температурой точки росы (tросы), при температуре исследуемого воздуха t =+20 °С.
| φ,% | а, г/м3 | X, ppm | tросы,°С | φ, % | а, г/м3 | X, ppm | tросы,°С |
| 0,56 | 0,123 | 127 | -40 | 60,00 | 10,60 | 13842 | 12 |
| 0,68 | 0,150 | 159 | -38 | 64,00 | 11,30 | 14777 | 13 |
| 0,86 | 0,186 | 198 | -36 | 68,00 | 12,06 | 15777 | 14 |
| 1,07 | 0,230 | 246 | -34 | 73,00 | 12,80 | 16830 | 15 |
| 1,33 | 0,284 | 340 | -32 | 77,65 | 13,60 | 17934 | 16 |
| 1,63 | 0,345 | 376 | -30 | 82,93 | 14,48 | 19151 | 17 |
| 1,97 | 0,420 | 462 | -28 | 88,20 | 15,36 | 20368 | 18 |
| 2,44 | 0,510 | 566 | -26 | 93,90 | 16,30 | 21684 | 19 |
| 3,00 | 0,622 | 691 | -24 | 100,0 | 17,30 | 23097 | 20 |
| 3,64 | 0,740 | 841 | -22 | 18,30 | 24540 | 21 | |
| 4,41 | 0,900 | 1020 | -20 | 19,40 | 26092 | 22 | |
| 5,34 | 1,08 | 1230 | -18 | 20,00 | 27724 | 23 | |
| 6,46 | 1,30 | 1490 | -16 | 21,77 | 29447 | 24 | |
| 7,74 | 1,64 | 1790 | -14 | 23,00 | 31263 | 25 | |
| 8,55 | 1,70 | 1960 | -13 | 24,40 | 33171 | 26 | |
| 9,27 | 1,84 | 2140 | -12 | 25,70 | 35184 | 27 | |
| 10,20 | 2,01 | 2349 | -11 | 27,20 | 37303 | 28 | |
| 11,50 | 2,27 | 2560 | -10 | 28,70 | 39523 | 29 | |
| 12,11 | 2,38 | 2804 | -9 | 30,40 | 41868 | 30 | |
| 13,30 | 2,58 | 3060 | -8 | 32,05 | 44342 | 31 | |
| 14,45 | 2,81 | 3338 | -7 | 33,80 | 46921 | 32 | |
| 16,73 | 3,05 | 3630 | -6 | 35,60 | 49645 | 33 | |
| 17,10 | 3,31 | 3965 | -5 | 37,60 | 52500 | 34 | |
| 18,72 | 3,60 | 4320 | -4 | 39,60 | 55500 | 35 | |
| 20,20 | 3,89 | 4695 | -3 | 41,70 | 58631 | 36 | |
| 22,14 | 4,22 | 5100 | -2 | 43,90 | 61934 | 37 | |
| 24,06 | 4,50 | 5549 | -1 | 46,20 | 65381 | 38 | |
| 26,00 | 4,80 | 6020 | 48,60 | 69000 | 39 | ||
| 28,04 | 5,20 | 6481 | 1 | 51,15 | 72789 | 40 | |
| 30,13 | 5,60 | 6950 | 2 | 53,80 | 76763 | 41 | |
| 32,40 | 5,90 | 7480 | 3 | 56,50 | 80921 | 42 | |
| 34,75 | 6,30 | 8028 | 4 | 59,40 | 85263 | 43 | |
| 37,27 | 6,80 | 8609 | 5 | 62,30 | 89737 | 44 | |
| 40,00 | 7,26 | 9230 | 6 | 65,14 | 94579 | 45 | |
| 42,80 | 7,70 | 9886 | 7 | 68,70 | 99539 | 46 | |
| 45,80 | 8,20 | 10586 | 8 | 72,05 | 104737 | 47 | |
| 49,06 | 8,80 | 11328 | 9 | 75,60 | 110145 | 48 | |
| 52,50 | 9,40 | 12117 | 10 | 79,20 | 115816 | 49 | |
| 56,00 | 10,00 | 12498 | 11 | 83,06 | 121724 | 50 |
Пример 1: По данным метеосводки: температура атмосферного воздуха ta=0 °С; относительная влажность в атмосфере φa=100 % (=> tросы этого воздуха при этом =tа=0 °С). Температура точки росы (tросы) — величина, характеризующая влажность воздуха: это температура, при которой исследуемый воздух имеет φ=100 % (отн. вл.) или а=аmax (абсолютная влажность в г/м3) — полное влагонасыщение (т.е. при понижении температуры исследуемого воздуха нижеtросы начинается процесс конденсации избыточной влаги — выпадает роса). Воздух с улицы проникает в помещение, где температура t=+20 °С. По таблице 2 видно, что нагревшийся до температуры t=+20 °С атмосферный воздух (у которого влажность tросы= 0 °С), имеет величину относительной влажности φ =26 %, см, строку, где tросы =0 °С.
Пример 2: По данным метеосводки ta = -10 °С; φa =80 %. По таблице 2 определяем, что при tросы = ta = -10 °С максимальное значение абсолютной влажности аmax=2,27 г/м3 (т.е. при 100% относительной влажности). Соответственно, при относительной влажности 80% абсолютная влажность атмосферного воздуха (при ta =-10 °С) составит а=аmax*φ =2,27*0,8=1,82 г/м3.
В помещении t=+21 °С (см. в таблице строка tросы =+21 °С). Находим, что максимальная абсолютная влажность (аmax) воздуха при t=+21 °С составила бы 18,3 г/м3. Получаем значение φ проникшего воздуха (для t=+21 °С): φ =(а/аmax)*100 % =(1,82/18,3)*100 % =9,9%
Пример 3. Допустим, что при той же метеосводке (ta =-10 °С, φa=80 %) исследуется помещение с температурой t =+18 °С. По примеру 2 аатм воздуха 1,82 г/м3. Тогда, по таблице 2 аmax (см. строчку tросы =+18 °С, напоминаем, что при этой температуре точки росы в воздухе содержится максимально возможное количество влаги)=15,36 г/м3, и следовательно: φ (+18 °С)=(аа.в./аmax)*100 % =(1,82/15,36)*100 % =11,8 %
Из приведённых примеров видно, что холодный атмосферный воздух, имеющий на улице высокую влажность (80. 100 %), попадая в отапливаемые помещения, в которых нет специальных увлажнителей воздуха, приобретает низкие значения уровня влажности (10. 30 %), т.к. относительная влажность воздуха зависит, в основном, от количества содержащихся в нём молекул воды (которое не меняется при попадании его с улицы в помещения) и его температуры (отличающейся существенно). Разумеется, полученные очень низкие значения влажности обусловлены расчётом для «идеальных» условий. На самом деле, в помещениях влажность будет немного выше расчётных за счёт дыхания людей, неполного воздухообмена с уличным воздухом (влага накапливается), открытых источников влаги (краны, открытые емкости с водой и т.п.), но вклад их не столь значителен.
Следовательно, с одной стороны, чем ниже температура атмосферного воздуха и чем он суше, а с другой стороны, чем выше температура воздуха в помещениях, тем меньше реальная величина относительной влажности воздуха в помещениях.
Итак, мы выяснили, что психрометры, особенно не имеющие системы принудительной аспирации (типа ВИТ), имеют репутацию весьма недостоверных приборов, на точность показания которых влияет ряд причин, рассмотренных выше. Достоверность же результатов, полученных с помощью цифровых измерителей влажности не вызывает сомнений.
В настоящее время рынок цифровых термогигрометров достаточно насыщен. Обширно представлены в этом сегменте и зарубежные и отечественные производители. К сожалению, ряд цифровых термогигрометров неспособны полноценно заменить приборы ВИТ. Этому есть ряд причин, главная из которых, это отсутствие у прибора сертификата об утверждении типа средства измерения. Это в основном дешевые приборы производства КНР. Приборы же отдельных отечественных производителей не выдерживают критики по таким качественным параметрам, как эргономика и главное надежность. А качество, как известно, категория экономическая.
Как пример хорошо сбалансированных по соотношению цена/качество приборов для измерения температуры и влажности, можно привести Портативный измеритель влажности IT-8-RHT
Этот переносной измеритель влажности производства НПК «Рэлсиб» обладает рядом достоинств:
• Широкий диапазон температуры эксплуатации от мин 40°С до +55°С
• Подключение взаимозаменяемых первичных преобразователей через соединители
• Два варианта подключения преобразователя температуры и влажности: жёстко к корпусу, через соединительный кабель
• Наличие дополнительного канала с НСХ Pt1000 для измерения температуры в широком диапазоне
• Широкий ассортимент датчиков температуры для дополнительного канала измерения
• Высокая точность измерения
• Низкая дополнительная температурная погрешность
• Задание порога звуковой и световой сигнализации
• Запоминание макс. и мин. значений
• Индикация температуры точки росы и точки инея
• Яркий большой светодиодный индикатор
• Возможность пользовательской юстировки без нарушения заводской настройки
• Прочный, герметичный, с прорезиненными вкладышами корпус
Если кроме измерения влажности требуется и регистрация значений, с возможностью просмотра данных на компьютере и формирования отчета, тогда оптимальным прибором для измерения и регистрации будет наш новый переносной измеритель – регистратор влажности и температуры EClerk-M-RHT.
Особенности измерителя-регистратора
• 2 канала
• яркий светодиодный индикатор
• большой объём памяти
• высокая точность
• современный эргономичный корпус
• расширенный диапазон температуры эксплуатации
• современное ПО для конфигурирования и работы с данными
• возможность записи с временными интервалами
• чувствительный элемент встроен в корпус
• в белом или черном корпусе
Если вам нужен высокоточный прибор для измерения и регулирования относительной влажности воздуха, с возможностью передачи данных по электронной почте — вам подойдет измеритель относительной влажности и температуры ИВИТ-М. Прибор сертифицирован как средство измерения в России, в республиках Казахстан и Беларусь.
Основные достоинста прибора:
• Взаимозаменяемый чувствительный элемент без потери точности
• Высокая точность измерения и стабильность показаний
• Яркий светодиодный индикатор
• Встроенный микронагреватель чувствительного элемента для защиты от конденсации влаги
• Возможность подключения до 247 приборов в одну сеть
• Возможность оснащения архивом и двухпозиционного регулятора
• Различные конструктивные исполнения (канальное, настенное, уличное)
Источник
Открытый урок "Влажность воздуха. Измерение влажности воздуха. Значение влажности воздуха"
Цели урока: познакомить учащихся с новыми понятиями – абсолютная и относительная влажность, точка росы; со способами измерения влажности; ознакомить с приборами для измерения влажности воздуха.
- сформировать представление об абсолютной и относительной влажности воздуха, точке росы;
- продемонстрировать способы измерения влажности воздуха при рассмотрении приборов для ее измерения – гигрометра, психрометра;
- организовать деятельность учащихся по приобретению новых знаний;
- вызвать интерес учащихся к занятию, придать ему поисково-творческий характер.
- развивать у учащихся потребность в творческой деятельности, в самовыражении через различные виды работы;
- развивать умение анализировать информацию, пользоваться таблицами, справочниками.
- показать важность понятия влажности воздуха в жизнедеятельности человека.
Тип урока: комбинированный.
Оборудование:
- компьютер и мультимедиа-проектор, презентация к уроку «Влажность воздуха»;
- изображение гигрометра и психрометра, психрометрическая таблица;
- таблица зависимости давления и плотности насыщенного пара при различной температуре;
- термометр, кусочек марли, сосуд с водой комнатной температуры, глобус земли.
- Организационный момент.
- Актуализация знаний.
- Объяснение нового материала.
- Практическая работа «Определение относительной влажности в кабинете физики».
- Первичное закрепление изученного материала.
- Подведение итогов урока.
- Домашние задание.
I. Организационный момент.
II. Актуализация знаний.
Учитель: Добрый день уважаемые ребята и гости, присутствующие на нашем уроке. Послушайте стихотворение Ирины Токмаковой, и скажите, о каком явлении идёт речь?
Туман (название стихотворения не произносится).
Кто-то ночью утащил лес.
Был он вечером, а утром исчез!
Не осталось ни пенька, ни куста,
Только белая кругом пустота.
Где же прячутся птица и зверь?
И куда ж за грибами теперь?
Ответ учащихся: Речь идёт о тумане.
Учитель: Что такое туман?
Туман представляет собой скопления мелких капелек воды.
Туман часто образуется в низинах, оврагах, болотистых местах, где воздух достаточно влажный. Сегодня мы будем говорить о влажности воздуха.
Откройте, пожалуйста, ваши тетради, запишите число . и тему «Влажность воздуха».
Одной из проблем людей, путешествующих по пустыне, является нехватка воды. Запасы воды у заблудившихся в песках быстро заканчиваются и люди погибают от обезвоживания. Хотя, если знать физику, от жажды в пустыне не умрешь.
— Так как же добыть воду в пустыне? (Выслушиваются ответы учащихся.)
Воду можно добыть из воздуха. Если вам придется остаться в песках без капли воды, расстелите на земле полиэтиленовую пленку или брезент и насыпьте на нее камней. На утренней заре камни покроются капельками воды, и вы сумеете собрать хотя бы несколько глотков живительной влаги.
Учитель: Как вам известно, воздух состоит из смеси различных газов и некоторого количества водяных паров. Даже над пустыней воздух никогда не бывает абсолютно сухим.
Проделаем следующий эксперимент: возьмите губку и сожмите ее. Ничего не произошло. Теперь капните на нее из пипетки и сожмите опять. Результат тот же. Положите губку в кювету с водой, подождите чуть-чуть и сожмите снова. Что вы видите? из губки капает вода. Положите губку опять в кювету и переверните ее несколько раз.
— Как вы думаете, что произойдет, если сейчас поднять губку? (Выслушиваются ответы учащихся.)
Проверим. Поднимите губку и посмотрите на дно.
— Почему из нее начала капать вода? Попробуйте объяснить данный эксперимент (Выслушиваются ответы учащихся.)
Воздух можно сравнить с губкой в том смысле, что оба могут запасать воду. Сухая губка – сухой воздух, не содержащий водяных паров. Одна капля воды для губки – это слишком мало, однако после того, как губка полежала в воде, она намокла сильнее и впитала в себя больше воды, в последнем же случае губка намокла до насыщения. Когда губка не смогла больше запасать в себе воду, то вода сама начала капать из нее. Как и губка, воздух тоже может запасать в себе воду в виде пара, и чем больше водяных паров находится в определенном объеме воздуха, тем ближе пар к состоянию насыщения.
— Какой пар называют насыщенным?
— Какой пар называют ненасыщенным?
— Что подразумевают под «динамическим равновесием между паром и жидкостью»?
III. Изучение нового материала.
— Если есть какой-нибудь предмет, который представляет интерес для всех, то это, вероятно погода. Говорят, что погода является самым величественным спектаклем на Земле, в котором участвуют только три актера: солнечная радиация, влага и воздух.
Когда спрашивают: «Какая, сегодня, погода?» Вы отвечаете: плохая, хорошая, солнечная, пасмурная, холодная, теплая. Хотя, как говорится в известной песне: «У природы нет плохой погоды».
Сегодня мы будем говорить о главном природном актере – влажности воздуха, т.к. именно от этой физической величины зависит погода, зависят многие физические явления и процессы:
- процесс испарения;
- конденсации;
- теплообмена;
- количество осадков;
- появление узоров на окнах, запотевание окон, появление тумана, росы, инея, количество разнообразных осадков (снега, града, дождя).
Что же такое влажность воздуха?
Начнем наш разговор с того, что из курса географии вам известно, что поверхность Земли покрыта на две трети водой (демонстрирую географический глобус Земли).
С поверхности морей, рек, водоемов самопроизвольно, непрерывно и при любой температуре происходит испарение, вследствие чего в окружающем нас воздухе постоянно находится водяной пар (в среднем в атмосфере содержится 24*10 16 м 3 водяного пара). Влажность воздуха говорит о наличии водяного пара в атмосфере. Как вы понимаете, чем больше водяного пара будет содержаться в атмосфере при данной температуре, тем больше будет влажность воздуха, тем ближе пар будет к состоянию насыщения.
Влажность воздуха – это содержание водяного пара в атмосфере.
— Как же определить влажность воздуха?
При определении содержания влаги в воздухе используют понятия абсолютной и относительной влажности.
Абсолютная влажность ρ показывает, сколько граммов водяного пара содержится в воздухе объёмом 1 м 3 при данных условиях, т.е. плотность водяного пара, измеряемого в г/м 3 .
Существуют специальная таблица в которой для каждого значения температуры и давления приводится значение плотности насыщенного водяного пара. Такая таблица находится в сборниках задач по физике автора Рымкевич.
Для суждения о степени влажности 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 ρ насыщенного водяного пара при той же температуре. φ выражается в процентах.
Относительную влажность можно определить по формуле: φ = ρ/ρ •100%. (1)
Если влажный воздух охлаждать, то при некоторой температуре пар, находящийся в воздухе можно довести до насыщения. При дальнейшем охлаждении водяной пар начинает конденсироваться в виде росы. Появляется туман, выпадает роса.
Температуру, при которой пар, находящийся в воздухе, становится насыщенным в процессе охлаждения, называют точкой росы.
По точке росы с помощью специальных таблиц можно определить абсолютную влажность ρ. По заданной температуре воздуха можно определить с помощью этих же таблиц плотность насыщенного пара ρ, а затем по формуле (1) определяют относительную влажность воздуха.
От влажности зависит интенсивность испарения влаги с поверхности кожи человека. А испарение влаги имеет большое значения для поддержания температуры тела постоянной.
Благоприятная для человека относительная влажность воздуха 40-60%. Такую влажность поддерживают в производственных помещениях, на борту космического корабля.
Большое значение имеет знание влажности в метеорологии для предсказания погоды, т.к. конденсация водяного пара приводит к образованию облаков и последующему выпадению осадков. При этом выделяется большое количество теплоты в атмосферу. И наоборот, испарение сопровождается поглощением теплоты.
В ткацком, кондитерском, печатном и других производствах для нормального течения процессов необходима определённая влажность.
Хранение произведений искусства, книг, музыкальных инструментов требует поддержания влажности на необходимом уровне.
Учитель: Но так ли это важно, знать влажность воздуха?
Сегодня я пригласила к нам на урок работников некоторых профессий и попросила их ответить на вопрос: Какое влияние оказывает влажность воздуха на нас и окружающую среду? Послушаем их ответы.
Косметолог: Я косметолог и знаю, что каждый человек хочет выглядеть привлекательно, долгое время оставаться молодым и красивым.
Наши волосы, в сухом воздухе, испаряя влагу, становятся тоньше и растрескиваются, секутся на концах и легко обламываются при расчесывании. Прическа в этом случае выглядит ужасно.
Обогревательные приборы, работающие в зимний период, сушат воздух и вызывают испарения влаги с кожи. Сухой воздух, подобно губке, ищет и впитывает влагу везде, где бы она ни встретилась. Наша кожа не исключение.
Чтобы полностью избежать сухости кожи зимой, достаточно не подвергать ее воздействию сухого воздуха, возникающего при работе обогревательных приборов. Для этого относительная влажность в помещении должна быть не менее 50%. Зимой она обычно составляет не более 20%.
Для поддержания нужного уровня влажности можно вывешивать мокрые полотенца или ставить на батарею ванночку с горячей водой.
Врач: Наш организм на две трети состоит из воды, поэтому относительная влажность воздуха влияет на здоровье и самочувствие. Чем меньше влажность, тем быстрее испарение при дыхании, что способствует охлаждению тела. Следствием сухого воздуха является подверженность организма простудным инфекциям. Простуда и насморк распространяются воздушно-капельным путем или через телесный контакт с больным. Главная функция кожи – быть барьером для бактерий. Если кожа и слизистые оболочки носоглотки сухие (а они теряют влагу под воздействием сухого воздуха), то барьер становится менее эффективным.
Сухой воздух приводит к ослаблению иммунной системы в целом, обостряет кожную аллергию. Кроме того, он приводит к тому, что пыль летает по всей комнате, и ее частицы попадают в органы дыхания, что может привести к легочным заболеваниям. Для того чтобы связать мелкие частицы пыли, нужно либо ежедневно выполнять влажную уборку, либо установить в комнате увлажнитель воздуха. Увлажнитель помогает связать мелкие частицы пыли и препятствует распространению вредных бактерий.
Эколог: Нам, экологам, также необходимо знать влажность воздуха, так как она является одним из элементов характеристики климата земной поверхности и определяет собой количество атмосферных осадков. Конденсируясь в мельчайшие капельки тумана или в частицы снега, воздушная влага создает помутнение атмосферы, из-за чего происходит задержка солнечного света, вследствие поглощения и рассеивания световых лучей. В крупных промышленных центрах санитарные мероприятия по увеличению солнечной радиации сводятся к борьбе с дымом, т.к. водяные пары в виде тумана и облаков собираются вокруг мельчайших частиц воздушной пыли – центров конденсации. Если к тому же слой теплого воздуха располагается над слоем холодного, то промышленные загрязнения с капельками влаги удерживаются вблизи земли, порождая смог. Сернистый газ, выбрасываемый некоторыми предприятиями, в условиях повышенной влажности, соединяется в воздухе с водой и образует кислоту, которая выпадает в виде кислотных дождей.
Влажность воздуха существенно влияет и на теплообмен организма человека с окружающей средой. При высокой температуре и высокой влажности теплоотдача резко сокращается, что ведёт к перегреванию организма, особенно при выполнении физической работы. Высокая температура легче переносится, когда влажность воздуха понижена. Так, при работе в горячих цехах с температурой воздуха 25°С относительная влажность должна быть 20%. Наиболее благоприятной для человека в нормальных условиях является относительная влажность 40-60%. Для устранения неблагоприятного влияния влажности воздуха в помещениях применяют вентиляцию и кондиционирование воздуха.
Агроном: Специалистам сельского хозяйства приходится постоянно сталкиваться с определением влажности воздуха. Для нормального роста и развития растений должны создаваться определенные благоприятные условия. В частности к ним относится и влажность воздуха. Например, для огурцов влажность воздуха должна быть 60%, при меньшей влажности огурцы становятся горькими из-за вещества глюкозида кукурбитацина, которое и сигнализирует о неблагоприятных условиях выращивания огурца. У томатов же при такой влажности не могут завязаться плоды, и растение сбрасывает цветки.
Весенние заморозки – настоящее бедствие не только для плодовых и овощных культур, но даже и для полевых. Заморозки могут наступить только в ясную ночь, когда тепловое излучение почвы больше, чем тепловое излучение атмосферы.
Но, если влажность воздуха велика и воздух близок к насыщению парами, то при понижении температуры воздух может стать насыщенным и начнет выпадать роса. Но при конденсации водяных паров выделяется энергия. Поэтому воздух у поверхности почвы при образовании росы не будет охлаждаться ниже точки росы и вероятность наступления заморозка уменьшится.
Учитель: Относительную влажность можно измерять с помощью ряда приборов, специально созданных для этого. Это гигрометры и психрометры. О том, что это за приборы нам расскажут ваши товарищи.
Выступления учеников (использование страниц презентации (см. Приложение)).
По значению относительной влажности мы можем судить о состоянии окружающего нас воздуха. (Приложение. Слайд 20)
Учитель: А как измерить влажность воздуха, если нет специального прибора, а только комнатный термометр?
IV. Практическая работа.
Оборудование: термометр лабораторный, кювета с водой, кусочек бинта.
Определите самостоятельно относительную влажность воздуха в кабинете, пользуясь термометром. Для этого проделайте следующее (план работы на экране доски):
- Измерьте температуру воздуха в классе и запишите в тетради.
- Смочите кусочек бинта и оберните им резервуар термометра. Следите за понижением температуры. Как только оно прекратится, запишите показания.
- Найдите разность температур сухого и влажного термометра и, пользуясь психометрической таблицей, определите относительную влажность воздуха в кабинете.
Помните, что термометр – стеклянный, с ним нужно обращаться осторожно и бережно. После выполнения задания обязательно положите термометр в футляр. Для более точного определения температуры расположите термометр так, чтобы столбик термометра оказался на уровне глаз.
V. Закрепление.
В качестве тренировки, определите значение относительной влажности для следующих показаний термометров (на слайде).
Выделяем на экране интерактивной доски полученные значения влажности с помощью психометрической таблицы.
— Ваш прогноз для каждого значения влажности?
А сейчас подумайте над следующими задачами.
Задача 1. Разность показаний сухого и влажного термометров равна 10°С. Относительная влажность воздуха 20%. Чему равны показания сухого и влажного термометра.
Задача 2. Влажность воздуха равна 65%, а показание сухого термометра равно 10°С. Какую температуру показывает влажный термометр?
Задача 3. Температура сухого термометра равна 10°С, температура влажного термометра -8°С. Определите относительную влажность воздуха.
Подведем итоги:
- В воздухе всегда содержится некоторое количество водяного пара.
- Плотность водяного пара в данных условиях называют абсолютной влажностью воздуха
- В зависимости от температуры воздух может удерживать различное количество водяных паров; чем больше температура воздуха, тем больше водяного пара требуется воздуху для насыщения.
- Степень насыщенности воздуха водяными парами называют относительной влажностью, или отношение .
- Если ненасыщенный воздух охлаждать, то он становится насыщенным при некоторой температуре и начинает конденсироваться – выпадает роса; температура в этом случае называется точкой росы.
VI. Итог урока.
Урок завершен, всем огромное спасибо за работу (комментирую оценки за урок).
Рефлексия. У вас на столе у каждого есть табличка.
Моё настроение на уроке.
| Начало урока | Середина урока | Конец урока |
| Плохое | ||
| Хорошее | ||
| Отличное |
Отметьте в ней ваше настроение на уроке.
VII. Домашнее задание.
Практическое задание: определить влажность воздуха дома и подумать, может ли она быть различной.
Источник
Лабораторная работа по физике на тему: "Измерение влажности воздуха"
Практическая лабораторная работа по измерению влажности воздуха позволяет познакомиться с понятием влажности воздуха, больше узнать о способах её измерения. Природное явление, оказывающее наибольшее влияние на содержание влаги в атмосфере – процесс испарения воды.
Влажность воздуха – один из важнейших показателей в физике, метеорологии, климатологии и многих других дисциплинах. Значение показателя важно в каждодневной деятельности человека и в быту. При значении этого показателя меньше 40% человек чувствует себя не комфортно.
Цель работы
Познакомиться с понятием «влажность воздуха», получить навык его определения с помощью прибора.
Оборудование — психрометр бытовой.
Теория
В атмосфере, окружающей нас, всегда присутствует определенное количество молекул воды. Пар в атмосфере появляется, испаряясь с поверхности водоемов, почвы, растительности. Количество воды в атмосфере меняется в значительных пределах, зависит оно от многих факторов.
Поддержание определенной влажности воздуха, его контроль важен во многих аспектах деятельности человека. При определенных условиях влажности проходят многие технологические процессы, лабораторный анализ, производство продуктов. Отслеживают данный параметр в музеях, книгохранилищах, лечебных учреждениях.
Абсолютная влажность воздуха – показатель, отражающий содержание воды в кубометре воздуха.
Относительная влажность воздуха — это величина, позволяющая оценить, насколько ненасыщен водяной пар. Чем ниже влажность воздуха, тем менее насыщен пар.
Формула для определения:
Парциальное давление пара – давление паров воды при допущении, что отсутствуют другие газы.
Содержание влаги в атмосфере определяют при помощи приборов:
Конденсационный гигрометр — представляет собой установленную на подставке цилиндрическую емкость из металла, с зеркальной крышкой. В верхней части такой емкости есть два отверстия. Первое служит для того, чтобы налить в прибор эфир и установить термометр, вторая соединяется с приспособлением для нагнетания воздуха.
Сквозь коробочку прокачивается воздух. Эфир, испаряясь, охлаждает зеркало. С уменьшением температуры зеркальной поверхности, на ней появляются капли влаги (сконденсировавшийся пар). В этот момент отмечается температура на термометре.
Точка росы – значение температуры, при которой водяной пар конденсируется и выпадает в виде капель.
Используя полученные результаты, сверяясь с таблицей давления насыщенных паров, можно определить влажность воздуха;
Волосной гигрометр — в этом приборе в качестве активного элемента используется волос, чаще человеческий. В основе функционирования прибора заложено свойство волоса удлинятся или укорачиваться, в зависимости от уровня содержания влаги в окружающей атмосфере. Если влажность понижается, волос укорачивается и сдвигает стрелку прибора. Подобный метод измерения может оказаться неточным.
Психрометр — удобный и точный прибор, состоящий из двух термометров, закрепленных на общей рамке. Резервуар одного из них обмотан тканью, погруженной в сосуд с водой. Анализируя разность показаний сухого и влажного термометров, на основании сведений психрометрической таблицы легко определить содержание паров воды в воздухе.
Ход работы
Задание
Используя показания психрометра и данные психрометрической таблицы, выяснить, какова влажность воздуха в помещении.
Внимательно осмотрите психрометр, найдите сухой и влажный термометры. Убедитесь, что в емкости есть вода.
Снимите показания сухого термометра. Они соответствуют температуре воздуха в классе. Внесите данные в таблицу (tсухого).
Снимите показания влажного термометра, впишите в раздел tвлажного.
Рассчитайте разницу между показаниями обоих термометров: Δt.
Пользуясь данной психрометрической таблицей, определите влажность воздуха.
Источник