Абсолютна и относителна влажност. Точка на оросяване

ВЪЗДУХ НА ВЪЗДУХА. ТОЧКА НА РАСТЕНАТА.

УСТРОЙСТВА ЗА ОПРЕДЕЛЯНЕ НА ВЪЗДУХОВНАТА ВЛАЖА.

Атмосферата е газообразната обвивка на Земята, състояща се предимно от азот (над 75%), кислород (малко по-малко от 15%) и други газове. Около 1% от атмосферата е водна пара. Откъде идва той в атмосферата?

Голяма част от земната повърхност е заета от моретата и океаните, от чиято повърхност постоянно се изпарява вода при всякаква температура. Освобождаването на водата се случва и при дишането на живи организми.

Въздух, съдържащ водна пара се нарича мокър.

Количеството водна пара, съдържащо се във въздуха, зависи от времето, здравословното състояние на човека, провеждането на технологични процеси в производството, безопасността на експонатите в музея, безопасността на съхранението на зърното. Ето защо е много важно да се контролира степента на влажност и възможността да се промени, ако е необходимо, в стаята.

Абсолютна влажност въздух е количеството водна пара, съдържащо се в 1 m 3 въздух (плътността на водната пара).

m е масата на водната пара, V е обемът на въздуха, в който се съдържа водната пара. P е парциалното налягане на водната пара, μ е молната маса на водната пара и Т е неговата температура.

Тъй като плътността е пропорционална на налягането, абсолютната влажност може да се характеризира и с частичното налягане на водната пара.

Степента на влажност или сухота на въздуха влияе не само върху съдържанието на водна пара, но и върху температурата на въздуха. Дори ако количеството водни пари е същото, при по-ниска температура въздухът ще изглежда по-влажен. Ето защо в студена стая възниква влага.

Това се обяснява с факта, че при по - висока температура във въздуха може да има по - голямо максимално количество водна пара и максимално количество водни пари Въздухът се съдържа в случая, когато парата е наситен. Поради това, максимално количество водни пари, който може да се съдържа в 1 m 3 въздух при дадена температура плътност на наситените пари при дадена температура.

Зависимостта на плътността и парциалното налягане на наситените пари от температурата може да се намери във физическите таблици.

Предвид тази зависимост, стигнахме до извода, че по-обективната характеристика на влажността на въздуха е относителна влажност.

Относителна влажност е отношението на абсолютната влажност на въздуха към количеството пара, необходимо за насищане на 1 m 3 въздух при дадена температура.

ρ е плътността на изпаренията, ρ0 - плътността на наситените пари при дадена температура и φ е относителната влажност на въздуха при дадена температура.

Относителната влажност може да се определи и чрез парциалното налягане на парите

P е парциалното налягане на пара, P0 - парциалното налягане на наситените пари при дадена температура и φ е относителната влажност на въздуха при дадена температура.

Ако въздухът съдържа изобарично охлаждане на водна пара, то при определена температура водната пара се насища, както при намаляваща температура, максималната плътност на водната пара във въздуха при определена температура намалява, т.е. плътността на наситената пара намалява. При по-нататъшно понижаване на температурата излишната водна пара започва да кондензира.

температура, при което се натрупва дадена наситена водна пара, съдържаща се във въздуха точка на оросяване.

Това име е свързано с явлението, наблюдавано в природата - с роса. Падането на росата се обяснява по следния начин. През деня въздухът, сушата и водата в различни резервоари се затоплят. Следователно, има силно изпаряване на водата от повърхността на резервоарите и почвата. Водната пара, съдържаща се във въздуха при температури през деня, е ненаситена. През нощта и особено през сутринта температурата на въздуха и повърхността на земята намаляват, водните пари се насищат и излишъкът от водни пари се кондензира на различни повърхности.

Δp е излишната влага, която се освобождава, когато температурата падне под точката на оросяване.

Същата природа има мъгла. Мъгла - това са най-малките капчици вода, образувани от кондензацията на пара, но не на повърхността на земята, а във въздуха. Капките са толкова малки и леки, че могат да се държат във въздуха в окачено състояние. На тези капчици се появява разсейване на светлинни лъчи и въздухът става непрозрачен, т.е. видимостта е трудна.

При бързо охлаждане на въздуха, парата, насищаща се, може да заобиколи течната фаза, веднага да влезе в твърда. Това обяснява външния вид на дърветата. Някои интересни оптични явления в небето (например хало) се дължат на преминаването на слънчеви или лунни лъчи през циркови облаци, състоящи се от най-малките ледени кристали.

5. Инструменти за измерване на влажността.

Най-простите инструменти за определяне на влажността са хигрометри от различни конструкции (кондензация, филм, коса) и психрометър.

Принцип на действие кондензационен хигрометър въз основа на измерването на точката на оросяване и определянето на абсолютната влажност в помещението. Познавайки температурата в помещението и плътността на наситените пари, съответстващи на дадена температура, откриваме относителната влажност на въздуха.

ефект филм и влакномери за коса се свързва с промяна в еластичните свойства на биологичните материали. С увеличаване на влажността, тяхната еластичност намалява и филмът или косата се простират за по-голяма дължина.

psychrometer се състои от два термометъра, в един от които резервоарът с алкохол се навива с влажна кърпа. Тъй като тъканта постоянно изпарява влагата и следователно отстранява топлината, температурата, показана от този термометър, винаги ще бъде по-малка. По-малко влажният въздух в стаята, толкова повече изпарение е по-интензивно, термометърът с мокрия резервоар охлажда повече и показва по-ниска температура. Чрез разликата в температурата на сухи и влажни термометри, използвайки подходящата психометрична таблица, определете относителната влажност на въздуха в тази стая.

Абсолютна и относителна влажност

Количеството на влагата на въздуха се увеличава рязко с повишаването на температурата. Съотношението на абсолютна влажност на въздуха при определена температура до стойността на неговия капацитет на влага при същата температура се нарича относителна влажност.

За да определите температурата и относителна влажност използвайте специално устройство - психрометър. Психрометърът се състои от два термометъра. Една топка от една от тях е намокрена с марля, чийто край се спуска в съд с вода. Друг термометър остава сух и показва температурата на околния въздух. Умокряният термометър показва температура по-ниска от суха, тъй като изпаряването на влагата от марля изисква определено количество топлина. Повиква се температурата на намокрения термометър ограничение на охлаждането. Отбелязва се разликата между показанията на сухи и мокри термометри психометрична разлика.

Между величината на психометричната разлика и относителната влажност на въздуха има определена връзка. Колкото по-голяма е психометричната разлика при дадена температура на въздуха, толкова по-ниска е относителната влажност на въздуха и по-голямата влажност може да абсорбира въздуха. С разлика от нула въздухът се насища с водна пара и по-нататъшно изпаряване на влагата в такъв въздух не се случва.

Абсолютна влажност и относителна влажност

Относителна влажност на въздушния пренос в абсолютна влажност на въздуха и напротив при зададена температура и атмосферно налягане.

Този калкулатор превежда относителната влажност на въздуха в абсолютна влажност на въздуха при дадена температура и атмосферно налягане. Калкулаторът под него извършва обратната операция - предава абсолютната влажност на въздуха до относителната влажност. Някои теории и формули са под калкулатора.

Абсолютна влажност на въздуха

Относителна влажност на въздуха, процент

Температура на въздуха, градуси Целзий

Относителна влажност на въздуха

Температура на въздуха, градуси Целзий

Нека да започнем с няколко дефиниции
Относителната влажност на въздуха - съотношението на парциалното налягане на водните пари си гранична стойност (налягане наситена пара) над плоската повърхност на чиста вода при постоянно налягане и температура, изразена като процент. Относителна влажност показва съотношението между количеството на водна пара във въздуха и количеството на водна пара във въздуха за състоянието на насищане, т.е. максималния размер на водна пара, която може да се съдържа във въздуха при дадена температура и налягане.

Абсолютната влажност на въздуха е масата на водната пара на единица обем влажен въздух. Абсолютната влажност показва количественото съдържание на вода във въздуха.

Благодарение на Световната метеорологична организация можем да намерим стойността на налягането на наситените водни пари при дадена температура и налягане (за повече подробности виж Налягане на наситените водни пари).
Познавайки налягането на насищане и относителната влажност, можем да намерим подходящото налягане на водните пари.

Отидете до абсолютната влажност, ще помогнете за добре познатото уравнение на Менделеев-Клапейрон.

В нашия случай това ще бъде

където R е универсална газова константа, равна на 8313,6, и Rv е газова константа за водна пара, равна на 461,5

Откъдето можете да изразете съотношението маса към обем:

Това е, защото - до 25 градуса по Целзий и относителна влажност от 60%, ние откриваме, че в кубичен метър въздух съдържа около 14 грама вода, които в общи линии съответства на таблицата за преобразуване на относителна влажност в абсолютното, че аз не съм намерил.

Влажност на въздуха. Методи за определяне на влажността на въздуха

Този видео урок е налице при абонамент

Имате ли вече абонамент? Влезте в профила си

В този урок ще се въведе концепцията за абсолютна и относителна влажност на въздуха, ще бъдат обсъдени термините и количествата, свързани с тези концепции: наситена пара, точка на оросяване, устройства за измерване на влага. В хода на урока ще се запознаем с таблиците за плътността и налягането на наситените пари и психометричната таблица.

Наситена пара, влажност на въздуха

Днешният урок ще се посвети на обсъждане на такава концепция като влажност и методите за измерване. Основната феномен, който влияе на влажност ще бъде процес изпаряване на вода, което казахме преди, и най-важното концепцията, че ще използваме ще бъде наситена и ненаситена пара.

Ако изберете различни състояния на пара, те ще се определят от взаимодействието на парата с нейната течност. Ако си представим, че някои от течността е в затворен съд, както и процеса на изпаряване, а след това рано или късно, този процес ще се стигне до състояние, в което изпаряване на редовни интервали от време ще бъде компенсирана от конденз и след това идва така наречения динамичен равновесието на течността с неговите пари (фиг. 1),

Фиг. 1. Наситена пара

Определение.Наситена пара Има пара в термодинамично равновесие с неговата течност. Ако парата не е наситена, няма термодинамично равновесие (Фигура 2).

Фиг. 2. Ненаситени пари

С помощта на тези две понятия ще опишем такава важна характеристика на въздуха като влажност.

Определение.Влажност на въздуха - стойност, показваща съдържанието на водни пари във въздуха.

Възниква въпросът: защо концепцията за влагата е важна за разглеждане и как водните пари влизат във въздуха? Известно е, че по-голямата част от повърхността на Земята е заета от водата (Световният океан), от чиято повърхност постоянно се изпарява (Фигура 3). Разбира се, в различните климатични зони на интензитета на процеса е различна, в зависимост от средната дневна температура, наличие на вятър и т.н. Тези фактори водят до това, че по-силен от своята кондензация на определени места процес на изпарение на вода, а в някои -.. Точно обратното. Средно може да се твърди, че изпаренията, които се образуват във въздуха, не са наситени, а неговите свойства трябва да могат да опишат.

Фиг. 3. Изпаряване на течност (Източник)

За хората стойността на влажността е много важен параметър на околната среда, защото тялото ни реагира много активно на промените. Например, такъв механизъм за регулиране на функционирането на тялото, като изпотяване, е пряко свързан с температурата и влажността на околната среда. При висока влажност процесите на изпаряване на влагата от повърхността на кожата практически се компенсират от процесите на кондензация и отстраняването на топлината от тялото се нарушава, което води до терморегулаторни смущения. При ниска влажност, изпаряването на влага преобладава над процесите на кондензация и тялото губи твърде много течност, което може да доведе до дехидратация.

Стойността на влагата е важна не само за хората и другите живи организми, но и за потока от технологични процеси. Например, поради известното свойство на водата за провеждане на електрически ток, неговото съдържание във въздуха може сериозно да засегне правилната работа на повечето електрически уреди.

В допълнение, концепцията за влажност е най-важният критерий за оценка на климатичните условия, които всеки знае от прогнозите за времето. Заслужава да се отбележи, че ако сравните влажността в различните сезони в обичайните климатични условия, тя е по-висока през лятото и по-ниски през зимата, което се дължи по-специално с интензивността на процеса на изпаряване при различни температури.

Абсолютна влажност на въздуха

Основните характеристики на влажния въздух са:

  1. плътността на водните пари във въздуха;
  2. относителна влажност на въздуха.

Въздухът е композитен газ, съдържа много различни газове, включително водни пари. За да се оцени количеството му във въздуха, е необходимо да се определи каква маса водна пара има в определен разпределен обем - такава стойност характеризира плътността. Повиква се плътността на водните пари във въздуха абсолютна влажност.

Определение.Абсолютна влажност на въздуха - количеството влага, съдържащо се в един кубичен метър въздух.

предназначениеабсолютна влажност: (както и обичайното обозначаване на плътността).

Мерни единициабсолютна влажност: (в SI) или (за удобство при измерване на малко количество водна пара във въздуха).

формула изчислителен абсолютна влажност:

маса на пара (вода) във въздуха, kg (в SI) или g;

обемът на въздуха, в който се съдържа тази маса от пари.

От една страна, абсолютна влажност на въздуха е разбираемо и удобно стойност т. К. дава представа за специфичното съдържание на вода във въздуха, от теглото, от друга страна, тази стойност е неудобно по отношение на чувствителност влага живите организми. Оказва се, че например човек не усеща масовото съдържание на вода във въздуха, а именно неговото съдържание, съответстващо на максималната възможна стойност.

Относителна влажност на въздуха

За да опишем това възприятие, една стойност като относителна влажност.

Определение.Относителна влажност на въздуха - количество, показващо доколко двойките са от насищане.

Това означава, че относителната влажност, с прости думи, показва следното: ако парата е далече от насищане, влажността е ниска, ако тя е близка - висока.

Мерни единициотносителна влажност:%.

формула изчислителен относителна влажност:

плътност на водните пари (абсолютна влажност), (в SI) или;

плътност на наситени водни пари при определена температура (в SI) или.

Кондензационен хигрометър

Както може да се види от формулата, тя включва абсолютната влажност, с която вече сме познати, и плътността на наситените пари при същата температура. Възниква въпросът как да се определи последната стойност? За това има специални устройства. Ще разгледаме кондензираневлагомер (Фигура 4) е инструмент, който служи за определяне на точката на оросяване.

Определение.Точка на оросяване - температурата, при която пара се насища.

Фиг. 4. Хигрометър за кондензация (източник)

Вътре в капацитета на инструмента се вкарва летлива течност, например етер, термометър (6) и въздухът се изпомпва през контейнера с помощта на круша (5). В резултат на интензивната циркулация на въздуха започва интензивно изпаряване на етера, температурата на контейнера намалява и на огледалото (4) се появява роса (капки от кондензирани изпарения). В момента на появата на роса на огледалото се измерва температура с помощта на термометър, тази температура е точката на оросяване.

Какво да направите с получената температура (точка на оросяване)? Има специална таблица, в която се въвеждат данни - каква плътност на наситените водни пари съответства на всяка специфична точка на оросяване. Трябва да се отбележи полезен факт, че тъй като стойността на точката на оросяване се увеличава, стойността на плътността на наситените пари, която съответства на него, се увеличава. С други думи, колкото по-топъл е въздухът, толкова повече влага може да съдържа и обратно, отколкото въздухът е по-студен, максималното съдържание в него е по-малко.

Хидрометър за коса

Да разгледаме принципа на действие на други видове хигрометри, инструменти за измерване на характеристиките на влажността (от гръцката хигроза - "мокро" и "метро" - мярка).

Хидрометър за коса (Фигура 5) - устройство за измерване на относителната влажност, при което активният елемент е косми, например човек.

Фиг. 5. Хигрометър за коса (източник)

Действие коса влагомер основава на свойството на обезмаслено коса да променят дължината си, когато промени влажност (увеличаване на влажност се увеличава дължината на косата с намаляване - намалена), която позволява да се измери относителната влажност. Косата е издърпана върху метална рамка. Промяната в дължината на косата се прехвърля на стрелката, движеща се по скалата. Трябва да се помни, че космическият хигрометър не дава точни стойности на относителната влажност и се използва главно за домашни цели.

psychrometer

По-удобно е да се използва и точното устройство за измерване на относителната влажност, като психрометър (от гръцки до ψυχρός - "студ") (фигура 6).

Психрометърът се състои от два термометъра, които са фиксирани в общ мащаб. Един от термометрите се нарича мокър, защото е обвит в камбрик, който е потопен в резервоар за вода, разположен на гърба на устройството. С влажна тъкан водата се изпарява, което води до охлаждане на термометъра, процеса на намаляване на температурата продължава до етап, докато парата до мокра тъкан не достига насищане и термометъра започва да показва температурата на точката на оросяване. Така, мокър термометър показва температура, по-малка или равна на действителната околна температура. Вторият термометър се нарича сух и показва действителната температура.

На тялото на устройството по правило се изобразява така наречената психометрична таблица (Таблица 2). Използвайки тази таблица, относителната влажност на околния въздух може да бъде определена от температурната стойност, показана от сухия термометър, и от температурната разлика между сухи и влажни термометри.

Въпреки това, дори и без да имате на разположение такава маса, можете грубо да определите количеството влага, като използвате следния принцип. Ако показанията на двата термометъра са близки един до друг, изпаряването на водата от мократа е почти напълно компенсирано чрез кондензация, т.е. влажността на въздуха е висока. Ако, напротив, разликата в показанията на термометъра е голяма, изпарението от влажна тъкан преобладава над кондензацията и въздухът е сух и влажността е ниска.

Таблици за характеристиките на влажността

Нека се обърнем към масите, които ви позволяват да определите характеристиките на влажността на въздуха.

Таблица за превръщане на относителната влажност в абсолютна като функция на температурата на въздуха при атмосферно налягане. Точки на оросяване.

Таблица за превръщане на относителната влажност в абсолютна като функция на температурата на въздуха при атмосферно налягане. Точки на оросяване.

В сушата градина и тревата трябва да се полива със студена вода през нощта, защото ако получите местен температурен спад под точката на оросяване, ще получите много повече влага от въздуха поради кондензация. Температурата на въздуха и относителната влажност в% могат да бъдат намерени при всяка прогноза за времето.

Таблицата показва "абсолютна влажност" в g / m 3 (горна линия) и температура на въздушната кондензация в ° C (дъно) за различни температури на околната среда, в зависимост от относителната влажност.

например: При температура на въздуха + 45 ° C и относителна влажност 60%, абсолютната влажност е 39,3 g / m 3, а температурата на оросяване е 36 ° C.

Абсолютна и относителна влажност на въздуха

Начало> Член> Физика

Абсолютна и относителна влажност на въздуха

Абсолютна и относителна влажност на въздуха. Атмосферният въздух винаги съдържа известна влага под формата на пари. Влажност в стаи с естествена вентилация е причинено от отделянето на вода от хора и растения в процеса на дишане, изпаряване на водата за домакинствата за готвене, миене и сушене пране, както и технологична влага (в производствените зони) и влажност стени (през първата година на експлоатация на сгради).

Количеството влага в грамове, съдържащо се в 1 m3 въздух, се нарича абсолютна влажност, f, g / m3. Въпреки това, за изчисляване на дифузията на пара чрез обграждащи структури, количеството водни пари трябва да бъде изчислено в единиците под налягане, което позволява да се изчисли движещата сила на преноса на влага. За тази цел парциалното налягане на водната пара e, наречено еластичността на водната пара и изразено в Pascals, се използва в строителната термофизика.

Парциалното налягане се увеличава, когато абсолютната влажност на въздуха се покачва. Обаче, като абсолютна влажност, не може да се увеличи безкрайно. При определена температура и атмосферно налягане на въздуха държи ограничава стойността на абсолютна влажност на въздуха F в, г / м3, което съответства на пълно насищане на въздуха с водна пара, през които може да се повиши. Тази абсолютна влажност на въздуха съответства на максималната еластичност на водната пара

Е, Pa, наричан още наситено водно налягане. Тъй като температурата на въздуха се покачва, E и F се увеличават. Следователно и д и д не дават представа за степента на насищане на въздуха с влага, освен ако температурата не е посочена.

За да изразят степента на насищане на въздуха влага, въвежда понятието относителна влажност й,%, което представлява съотношението на парциалното налягане на водната пара е внимание във въздуха среда на максималното налягане на парите на Е, съответстваща на температурата на среда J = (Е / Е) е 100%.

Относителната влажност на въздуха е от голямо значение, когато се оценява това като хигиенни и технически, J определя скоростта на изпаряване на влагата от влажни повърхности и по-специално повърхността на човешкото тяло. Относителна влажност 30-60% се счита за нормална при хора. j дефинира сорбционния процес, т.е. процесът на абсорбиране на влага от капилярно-порьозни материали във въздуха. Накрая, процесът на кондензация на влага във въздуха (образуване на мъгли) и на повърхността на обграждащите структури зависи от j.

Ако температурата на въздуха се увеличи с дадено съдържание на влага, относителната влажност ще намалее, тъй като парциалното налягане на водната пара остава постоянно и максималната еластичност Е се увеличава с нарастващата температура.

Чрез понижаване на температурата до предварително определено съдържание на вода относителната влажност се увеличава, защото постоянно парциално налягане на водна пара е максималната еластичност Е намалява с намаляване на температурата. Температурата на въздуха на процеса се понижава при определена стойност на максимално налягане на водните пари Е е равна на парциалното налягане на водната пара е. Тогава относителна влажност J ще бъде равна на 100% и състояние насищане ще се пълни обороти охладения въздух. Тази температура се нарича температурата на точката на оросяване за дадена влажност на въздуха.

Относителна влажност

Относителна влажност - съотношението на парциалното налягане на водната пара в газа (главно във въздуха) до равновесното налягане на наситените пари при дадена температура [1]. Обозначена с гръцкото писмо φ.

съдържание

Абсолютна влажност

Абсолютната влажност е количеството влага, съдържащо се в един кубичен метър въздух.

Относителна влажност

Еквивалентна дефиниция е съотношението на моларната фракция на водната пара във въздуха до максималната възможна при дадена температура. Измерен в проценти и се определя от формулата:

където: - относителната влажност на въпросната смес (въздух); - частично налягане на водните пари в сместа; - равновесно налягане на наситена пара.

Налягането на наситените водни пари се увеличава силно с повишаването на температурата. Следователно, когато изобарно (т.е., при постоянно налягане) на въздушно охлаждане с постоянна концентрация на пара идва точка (точка на оросяване) а, когато парата е наситен. В този случай "екстра" парата кондензира под формата на мъгла или ледени кристали. насищане и пара кондензационни процеси играят важна роля в физиката на атмосферата: процеси на образуване и образуването на атмосферни облак фронта в значителна част определя от процесите на насищане и кондензационни, топлина, отделена от кондензация на атмосферна енергия водна пара механизъм осигурява появата и развитието на тропически циклони (урагани).

Оценка на относителната влажност

Относителната влажност на сместа вода-въздух може да бъде оценена, ако температурата му е известна (T) и температурата на точката на оросяване (Tг). когато T и Tг са изразени в градуси по Целзий, тогава изразът е вярно:

където се изчислява парциалното налягане на водните пари в сместа:

и налягането на водните пари от водата в сместа при определена температура:

Наситени водни пари

При липса на кондензационни центрове на по-ниски температури, образуването на свръхнаситен състояние, т.е. относителната влажност става 100%. Като кондензационни ядра могат да действат йони или аерозолни частици, а именно на кондензацията на свръхнаситени йони пари, образувани когато заредена частица по такъв чифт на принципа на действие облак камера и дифузионни камери: водните капчици кондензиране на получените йони образуват видим знак (следа) заредена частици.

Друг пример за кондензация на свръхнаситена водна пара са следите от инверсията на самолетите, възникващи от кондензацията на свръхнаситена водна пара върху частиците от сажди на изгорелите газове на двигателя.

Средства и методи на контрол

За определяне на влажността на използваните от въздуха инструменти, които се наричат ​​психрометри и хигрометри. Психрометърът Август се състои от два термометъра - сухи и мокри. Влажният термометър показва температура, по-ниска от суха, тъй като резервоарът му е увит в кърпа, навлажнена с вода, която при изпаряване го охлажда. Интензивността на изпарението зависи от относителната влажност на въздуха. От показания сухи и влажни термометри са относителната влажност на psychrometric таблици. Наскоро е бил широко използвани интегрални сензори влажност (обикновено получава напрежение) на базата на собственост на определени полимери да променят електрически характеристики (като диелектрична константа среда) под действието на въздуха водна пара.

За да се проверят инструментите за измерване на влажността, се използват специални инсталации - хигростати.

стойност

Относителната влажност на въздуха е важен екологичен показател за околната среда. При прекалено ниска или прекалено висока влажност се наблюдава бърза умора на лицето, влошаване на възприятието и памет. Сухи лигавици на лицето, движещи се повърхности се спукват, образувайки микрокредити, където вирусите, бактериите, микробите директно проникват. Ниската относителна влажност (до 5-7%) в помещенията на един апартамент или офис се отбелязва в региони с дълготраен нисък отрицателен външен въздух. Обикновено продължителността от 1-2 седмици при температури под -20 ° C води до изсушаване на помещенията. Значителен фактор за влошаване на относителната влажност е обмяната на въздух при ниски отрицателни температури. Колкото по-голяма е обмяната на въздух в помещенията, толкова по-бързо в тези стаи се създава ниска (5-7%) относителна влажност. Най-удобният човек се чувства при влажност на въздуха: през лятото - от 60 до 75%; през зимата от 55 до 70%. В стаите с паркет и мебели от естествено дърво, относителната влажност трябва да бъде от 50 до 60%.

Той е забелязал, че по време на дълги студове рядко се случи грип и остри респираторни инфекции, но когато замръзване утихне - хората, които са изпитали студеното болен и в първата от дълга (до една седмица) размразяване.

Храните, строителните материали и дори много електронни компоненти могат да се съхраняват в строго определени граници на относителната влажност. Много технологични процеси са възможни само при стриктен контрол на съдържанието на водна пара във въздуха на производствената зала.

Влажността в помещението може да се промени.

Овлажнители се използват за увеличаване на влажността.

Функциите на изсушаване (изсушаване) на въздуха се осъществяват в повечето климатици и под формата на отделни устройства - изсушители на въздуха.

В цветарството

Относителна влажност в оранжерии, използвани за култура и живот пространства на растенията, подлежащи на колебания поради време на годината, температурата на въздуха, степента и честотата на пръскане, поливане на растения, присъствието на овлажнители, резервоари или други контейнери с открита повърхност вода, отопление и вентилация система. Кактусите и много сочни растения са по-лесни за носене на сух въздух, отколкото много тропически и субтропични растения.
Обикновено растения са роден в тропическите гори е оптимално 80-95% относителна влажност (през зимата може да бъде намален до 65-75%). За топли субтропични растения - 75-80% студен субтропиците - 50-75% (gillyflowers, циклама, цинерария, и т.н.).
Когато растенията се държат в жилищни помещения, много видове страдат от сухота на въздуха. Това засяга главно листата; те имат бързо и прогресивно изсушаване на върховете. [3]

За да увеличите относителната влажност в жилищните райони, използвайте електрически овлажнители, напълнени с мокри глинени палети и редовно пръскане.

4.2. Абсолютна и относителна влажност

4.2. Абсолютна и относителна влажност

В предишния раздел използвахме няколко физически термини. С оглед на голямото им значение, нека си спомним училищния курс по физика и да обясним какво е влажността на въздуха, точката на оросяване и как да ги измерите.

Основната цел физически параметър е абсолютна (нетна) влажност - масова концентрация (съдържание) на газообразен вода (изпарените вода, водна пара) във въздуха, например, броят на килограм вода, изпарените в един кубически метър въздух (по-точно, в един кубически метър от пространството), Ако водната пара във въздуха е малка, въздухът е сух, ако е много влажно. Но какво значи много? Например, 0,1 кг водни пари в един кубичен метър въздух - това ли е много? И не много, а не малко, просто толкова много и нищо повече. Но ако попитате, колко - 0.1 кг водна пара на кубичен метър въздух при 40 ° С, този, определено може да се каже, че много, толкова много, че тя никога не се случва.

Факт е, че не можете да изпарявате вода толкова, колкото искате, защото при нормални условия на банята водата все още е течна и само малка част от нейните молекули излизат от течната фаза през интерфейса в газовата фаза. Нека обясним това с примера на същия конвенционален модел на турската баня - модел на съда ("саксии"), дъното (под), стените и капакът (таванът), които имат същата температура. В технологията такъв изотермичен съд се нарича термостат (фурна).

Изливаме водата от дъното на съда (на пода на банята), а при промяна на температурата измерваме абсолютната влажност на въздуха при различни температури. Изглежда, че с нарастването на температурата абсолютната влажност на въздуха се покачва бързо, а когато температурата намалява, тя бързо намалява (фиг.23). Това е резултат от факта, че с повишаването на температурата броят на водните молекули с достатъчна енергия за преодоляване на енергийната бариера на фазовия преход нараства бързо (експоненциално). Увеличаване на броя gasifiable ( "изпаряване") молекули води до увеличение в количество (натрупване) на водни молекули във въздуха (до повишени количества водна пара), което от своя страна води до увеличаване на броя на водните молекули наскоро "спрягат" във вода (флуидизиране). Когато скоростта на газификация на водата се сравнява със скоростта на втечняване на водните пари, се установява равновесие, което е описано от кривата на фиг. 23. Важно е да се има предвид, че в състояние на равновесие, когато изглежда, че в банята, нищо не се случва, нищо не се изпарява и кондензира нищо, всъщност, всъщност газифицирани (и след това кипящ слой) тона вода (и водна пара съответно). Въпреки това, в какво следва ще приемем, нетно изпаряването на действие, а именно - превишава скоростта на газификация над скоростта на втечняване, когато количеството на водата всъщност намалява, и на действителния размер на увеличение на водни пари. Ако скоростта на втечняване надхвърля степента на газификация, тогава такъв процес ще се нарече кондензация.

Стойностите на равновесната абсолютна влажност на въздуха се наричат ​​плътността на наситените водни пари и са максималната възможна абсолютна влажност на въздуха при дадена температура. Тъй като температурата се покачва, водата започва да се изпарява (да се превърне в газ), като се стреми към повишена плътност на наситена пара. Чрез намаляване на температурата на кондензация на водната пара или охлаждане стена под формата на фини капки роса (след това се сливат в по-големи капки и преминаващ под формата на потоци) или в по-голямата част на охлаждащия въздух под формата на фина мъгла по-малък от 1 микрон (включително под формата на "Клубове на пара").

Фиг. 23. Абсолютната влажност на въздуха се извършва над водата при равновесни условия (плътност на наситените пари) и съответното наситено парно налягане p0 при различни температури. Стрети със запетая - определение на точката на оросяване Tp за произволна стойност на абсолютната влажност d.

Така при температура 40 ° C равновесната абсорбираща влажност на въздуха над водата при изотермични условия (плътност на наситените пари) е 0,05 kg / m3. Обратно, при абсолютна влажност от 0,05 кг / м3, температура от 40 ° C се нарича точка на оросяване, тъй като при тази абсолютна влажност и при тази температура започва да се появява роса (с намаляваща температура). С росата те знаят всичко от очистените очила и огледалата в баните. Абсолютната влажност на въздуха уникално определя (според графиката на Фигура 23) точката на оросяване на въздуха и обратно. Имайте предвид, че точката на оросяване 37 ° C, равна на нормалната температура на човешкото тяло, съответства на абсолютната влажност на въздуха от 0,04 kg / m 3.

Сега ние разглеждаме случая, когато състоянието на термодинамичното равновесие е нарушено. Например, първият модел съд с нея е на въздух и вода, се нагрява до 40 ° С и след това се предположи, хипотетично, че температурата на стената, въздуха и водата изведнъж се повишава до 70 ° С Първо, имаме абсолютна влажност от 0,05 кг / м3, съответстваща на плътността на наситените пари при 40 ° С. След повишаване на температурата до 70 ° С Абсолютна влажност трябва постепенно да се повиши до нова стойност на плътността на наситена пара 0.20 кг / м 3 поради изпаряването на допълнително количество вода. И по цялата изпаряване абсолютна влажност на въздуха ще бъде по-ниска от 0,20 кг / м 3, но ще се увеличи и са склонни към стойността на 0.20 кг / м 3, която рано или късно установена при 70 ° С

Такива неравновесни режими на прехода на въздуха от едно състояние към друго са описани с помощта на концепцията за относителна влажност, чиято стойност е изчислена и равна на съотношението на текущата абсолютна влажност към наситената плътност на парите при текущата температура на въздуха. Така, в началото имаме относителна влажност 100% при 40 ° С. След това, при рязко покачване на температурата на въздуха до 70 ° C, относителната влажност на въздуха спадна рязко до 25%, след което поради изпарение отново започна да се покачва до 100%. Тъй като концепцията за плътността на наситените пари е безсмислена без температура, понятието за относителна влажност е безсмислено, без да се уточнява температурата. Така абсолютната влажност на въздуха 0.05 kg / m3 съответства на относителна влажност на въздуха 100% при температура на въздуха 40 ° С и 25% при температура на въздуха 70 ° С Абсолютната влажност на въздуха е количество чиста маса и не изисква свързване към никаква температура.

Ако относителната влажност на въздуха е нула, няма абсолютно никаква водна пара във въздуха (абсолютно сух въздух). Ако относителната влажност на въздуха е 100%, тогава въздухът е възможно най-влажен, абсолютната влажност на въздуха е равна на плътността на наситената пара. Ако относителната влажност на въздуха е например 30%, това означава, че въздухът изпарява само 30% от количеството на водата, която по принцип е възможно да се изпари във въздуха при тази температура, но все още не изпарява (или докато не може да се изпарява поради липса на течна вода). С други думи, цифровата стойност на относителната влажност на въздуха показва дали повече вода се изпарява и как тя може да се изпари, а именно, относителната влажност на въздуха в действителност характеризира потенциала на капацитет на въздуха влага. Подчертаваме, че терминът "роднина" се отнася до масата на водата във въздуха, а не до масата на въздуха, а до максималното възможно масово съдържание на водните пари във въздуха.

Но какво ще стане, ако в съда няма равномерна температура? Например, пода (под) ще има температура от 70 ° C, а капакът (таванът) е само 40 ° C. След това не може да се въведе една концепция за плътност на наситените пари и относителна влажност. На дъното на съда абсолютната влажност на въздуха се увеличава до 0.20 kg / m 3, а при тавана намалява до 0.05 kg / m 3. В този случай водата на дъното ще се изпари и водната пара ще се кондензира на тавана и след това се източва под формата на конденз надолу, по-специално до дъното на съда. Този процес на неравновесие (но може би доста стабилен във времето, т.е. стационарен) се нарича в промишлеността чрез дестилация. Този процес е типичен за истинските турски бани, в които росата на студения таван постоянно кондензира. Поради това турските бани задължително произвеждат сводести тавани с канализации за отводняване на кондензат.

Неравновесието може да се случи в много други (и на практика всички реални) случаи, по-специално при равновесие на всички температури, но с недостиг на вода. Така че, ако по време на изпарението водата в дъното на съда изчезне (изпарява), няма да има по-нататъшно изпаряване и абсолютната влажност ще бъде фиксирана на същото ниво. Ясно е, че за да се постигне относителна влажност 100% в този случай при повишени температури, не е успешна, което е полезен фактор, по-специално за получаване на суха сауна или лека пара в руска баня. Но ако започнем да намаляваме температурата, то при определена по-ниска температура, наречена точката на оросяване, водата отново ще се появи на стените на съда като конденз. При точката на оросяване относителната влажност на въздуха винаги е 100% (по самата дефиниция на точката на оросяване).

На принципа на появата на кондензат с намаляване на температурата на въздуха се създава устройство, известно в индустрията за определяне на точката на оросяване в газовете. В стъклена камера, през която преминава газ с ниска скорост, се монтира полирана метална повърхност, която бавно се охлажда (Фигура 24). По време на роса (мъгла) се измерва температурата на повърхността. Тази температура се приема и като точката на оросяване. Точното определяне на момента на появата на роса е възможно само с помощта на микроскоп, тъй като капките роса в първичния момент са много малки. Охлаждането на повърхността се извършва чрез избор на топлина чрез течна охладителна течност или чрез друг метод. Температурата на повърхността, върху която пада росата, се измерва с всеки термометър, за предпочитане термодвойка. Принципът на работа на устройството става ясно дали "да диша" на студено огледало, особено подадена от студено на топло място - като огледало отопление заскрежаването намалява устойчиво, а след това спира напълно.

Всичко това означава, че при температури над точката на оросяване на повърхността винаги е суха, а ако водата все още се излива конкретно, той е сигурен, да се изпари, изсушава повърхността. И при температура под точката на оросяване на повърхността винаги е мокра, а ако на повърхността все още е изкуствено изсушена (изтриване), водата веднага върху него има "само по себе си", в смисъл, че тя ще се приземи във формата на въздух роса (кондензация).

Фиг. 24. Принцип на конструкцията на устройството за точното определяне на точката на оросяване в газа. 1 - полирана метална повърхност за наблюдение Появата на роса капчици 2 - метално тяло, 3 - стъкло, 4 - входящия и изходящия газ поток, 5 - микроскоп, 6 - задно осветяване, 7 - термометър термодвойката с възел на термодвойка монтиран в непосредствена близост към полираната повърхност, 8 - стъкло с охладена течност (например, вода-алкохолна смес с твърд въглероден диоксид - сух лед), 9 - стъклен асансьор.

Изключително различна ситуация възниква, ако повърхността е пореста (дърво, керамика, циментов пясък, влакнести и др.). Порести материали се характеризират с факта, че имат кухини и кухините имат формата на канали с малък напречен размер (диаметър) до 1 μm и дори по-малко. Течността в такива канали (капиляри, пори) се държи по различен начин, отколкото върху непореста повърхност или в канали с голям напречен размер. В случай, че повърхността на каналите е намокрена с вода, водата от повърхността се абсорбира дълбоко в материала и след това се изпарява, както всеки знае, че ще бъде трудно. И ако повърхността не се омокря от водни канали, дълбочината на водата на материала не се абсорбира, а дори и ако специфично "инжектира" дълбоко в материала (например спринцовка), тя все още е принуден (изпарява) навън. Това е така, защото вдлъбнатият менискус на повърхността на течните форми в умокрящите капиляри и силите на повърхностното напрежение текат течността в капиляра (Фигура 25). капилярите на фини, по-силната течността се абсорбира, с височината на течната колона в капилярното покачване поради повърхностното напрежение сили може да бъде десетки метра. Следователно абсорбиращата течност постепенно се разпределя в целия обем на порестия материал, който се използва от дърветата за доставяне на хранителни разтвори от корените до листата на короната.

Фиг. 25. Илюстрация на свойствата на порестия материал, предвиден в множество канали (капилярните пори) с различен размер напречно г (диаметър). 1 - субстрат е непорьозна, 2 - вода разлята върху субстрата 3 - капиляри порест материал за всмукване поради F вода повърхностното напрежение със субстрата на по-голяма височина от тънки капилярна (номинална напречен размер "канал» d0 вода извън капилярата е равна на безкрайност ). Колкото по-тънък капиляра, толкова по-малко има равновесие налягането на водната пара (равновесие абсолютна влажност, пара плътност), при което водната пара, генерирана по водната повърхност на субстрата, се кондензира върху повърхността на водата в капиляра (движение пара е показано със стрелката два пунктираната 4 - това явление на навлажняване на порест материал с водна пара от въздуха се нарича хигроскопичност.

Порьозни материали имат друга важна характеристика се дължи на факта, че плътността на наситена водна пара над вдлъбната повърхност е по-малко от над плоска, повърхностното ниво на водата, т.е. по-малко от стойностите, посочени на фиг. 23. Това е така, защото молекули вода пара често летят в компактна (течност) вода при вдлъбнат менискус (като повече "заобиколена" компактна повърхност вода) и въздух, обеднен на водна пара. Всичко това води до факта, че водата от равна повърхност се изпарява и кондензира вътре в порестия материал в капиляри със смесими стени. Това свойство на порестия материал се овлажнява от влажния въздух и се нарича хигроскопичност. Ясно е, че рано или късно цялата вода от непорьозни повърхности "се рекондензира" в капилярите на порестия материал. Това означава, че ако не-порестите материали са сухи, това не означава, че порьозните материали също са сухи при тези условия.

По този начин дори при ниска влажност на въздуха (например при относителна влажност 20%) порьозните материали могат да се навлажнят (дори при температура 100 ° С). Така че дървесината е пореста, следователно при складиране в склад по никакъв начин не може да стане абсолютно суха, колко време не изсъхне и може да бъде само "въздушно сухо". За да се получи абсолютно суха дървесина, тя трябва да се загрее до възможно най-високи температури (120-150 ° C и повече) с възможно най-ниска относителна влажност (0,1% и по-ниска).

Влажната суха влажност на дървото се определя не от абсолютната влажност на въздуха, а от относителната влажност на въздуха при дадена температура. Тази зависимост е характерна не само за дърво, но и за тухли, мазилки, влакна (азбест, вълна и др.). Способността на порите да абсорбират вода от въздуха се нарича способност да "диша". Способността да "диша" е еквивалентна на хигроскопичност. Това явление ще бъде разгледано по-подробно в раздел 7.8.

Някои органични порести материали (влакна) могат да се простират в зависимост от собственото им съдържание на влага. Например, можете да окачите на обикновен вълнен конец и печати за подготвяне на нишката, уверете се, че конецът се удължава, а след това като сушене отново ще бъде съкратен. Това дава възможност, чрез измерване на дължината на спиралата, да се определи съдържанието на влажност на спиралата. И като спиралата се определя от относителната влажност на влажността на въздуха, надлъжните прежди могат да бъдат определени и относителната влажност (но приблизително с някаква грешка, увеличава с увеличаване на влажност на въздуха). По този принцип работят битови хигрометри (инструменти за определяне на относителната влажност на въздуха), включително къпане (фиг.26).

Фиг. 26. Принципът на хигрометъра на устройството. 1 - хигроскопичен прежда участък на омокрящи (от естествен или изкуствен материал) неподвижно целеви в двата края на устройството 2 - тел прът на регулируема дължина за калибриране на инструмента, 3 - оста на въртене показващ устройството на стрелката 4 - стрелки преместете лоста 5 - 6 - стрелка, 7 - мащаб.

При изсушаване дървесните влакна също се съкращават. Това обяснява влиянието на промяната на формата на клоните на растенията и навиването на дървения материал по време на сушенето. Многобройни проекти на домашни хигрометри на селата се базират на хигроскопичността на дървото (фиг. 27 и 28).

Така, вдлъбнатите повърхности на водата в мокрещите се капиляри определят специфичните свойства на порьозните материали (по-специално хигроскопичност и промени в механичните свойства). Не играе по-малка роля, а изпъкналата повърхност на вода (не омокрянето на плоските повърхности на субстрати и в капилярите на не-омокрящи), върху които налягането на парите на вода от над плоски и вдлъбнати повърхности на вода. Това означава, че немодимите материали са по-"сухи", отколкото мокри: водата се изпарява от немодими материали и след това образуваните пари кондензират върху омокряемите. Това действие се основава на водо-отблъскващ импрегниране на дърво не позволяват не само течност проникването на вода в порите, но и кондензацията на водна пара в дървесината. Изпъкналост водни капчици във въздуха обяснява леко изпаряване на мъгла, както и трудността (в сравнение с роса) по време на неговото формиране свръхохлаждане влажни газове (по-специално, в баните, в облаци, в облаци и така нататък. П.).

Фиг. 27. Най-простият домашен хигрометър от суха и oskurennoy дървен клон. 1 - основната изпускането подрязан от двете страни и е прикрепена към стената (разположен в равнината на листа), 2 - вторична страна стреля 3-6 mm и дължина 40-60 см, 3 - мащаб депозиран на стената и изработена от лицензиран степен влагомер (или от метеорологичните доклади на района). При ниски относителна влажност бягство дърво изсъхва, надлъжната дърво влакно 4 се скъсява и дърпа от страна основната бягство.

Фиг. 28. Най-простият домашен хигрометър, основаващ се на увеличаване на масата на овлажняващото дърво при висока относителна влажност на въздуха. 1 - лъч (люспи), 2 - Плаващ резба 3 - натоварване на не-хигроскопичен материал (например, метал), 4 - хигроскопичен товари от дървен материал (тънки трупи от срязани напречно свободно светлина липа тип дърво или мрежа с дървени стърготини и талаш). Чрез увеличаване на дървесината е овлажнен относителна влажност и се увеличава в тегло, което води до наклона на кобилицата в посока на хигроскопични стоките.

В заключение ще отбележим, особено на концепциите за битови и професионални термини, свързани с мокри газове. Твърде много аматьори бани са все още убедени, че печката руска баня "издава" с "взривоопасни" жертви не са по-там, водна пара, и спиране на газ (прах) на малки топла вода частици, като най-микроскопични частици на гореща вода и е един и същ «Лека пара". Поради това, привържениците на тази красива теория дом попада болезнено се втурне между отвесни целесъобразност "турски" жертват много време, но умерено гореща повърхност на пода (даване на тази теория изглежда е "най-лесните" двойки) и "полезността" на руските жертви в сравнително малка повърхност на разгорещени камъни, В съответствие с тази теория и клубове "бели" на пара от чайника представен първичен акт "изпаряване" на водата в кана. След това, тези едри частици "бели" двойка "се изпаряват" (привидно дисоциира) отново вече с образуването на микроскопични частици от невидим око вода. Ясно е, че всички тези съображения се дължат на невежеството молекулярно теория вещества, а оттам и неспособност да забременеят кондензирана вода под формата на набор vzaimoprityagivayuschihsya молекули, от която, преодоляване на бариерата, може да избяга във въздуха се отделят най-енергични водни молекули (способни да се прекъсне "връзка" взаимно привличане ), само парогенераторите като газ.

В тази книга, ние нямаме възможност да обсъдим много домакинството (често много умен, но плътен) представянето, така характерен за бани. Тази книга предлага запознаване с физиката най-малко на нивото на учебната програма. Ние ясно разграничаване на компактен, течна вода се излива в съд от диспергиран (фрагментиран) течна вода под формата на големи капчици и пръски и / или под формата на малки капки - аерозоли (бавно потъва във въздуха) и / или под формата на капки ултра-мъгла, и мъгла (на практика не попада във въздуха). Водата е пара (водна пара) - не е вода или течност (дори фино фрагментирана) и газ е отделните водни молекули в пространството, и тези водни молекули са така отдалечени, че на практика не се привличат една към друга (но понякога взаимодействат в резултат на сблъсъци и поради това винаги може да се комбинира - кондензира при ниски скорости молекулни сблъсквания). Молекули вода (като парна баня) са винаги в среда на въздушните молекули, образуващи специален газ - влажен въздух, т.е. смес от въздух с водна пара (смес от молекули вода, азот, кислород, аргон и други компоненти, съставляващи въздуха). И ако това е горещо, влажен въздух, то в баните, наречени "пара". Водната пара се дисоциират наречен дисоцииран молекула вода Н2ох -> OH + H, образувана при температура над 2000 ° С. При дори по-високи температури над 5000 ° C, различни йонизирани водни пари H2О -> ОН - + Н + = ОН - + Н3О. Й = Й + Н + + д. Йонизацията може да възникне и при ниски температури на пара, но при електронно или йонно облъчване, например при източник на светлина или корона на въздуха.

Водна пара, както и всеки газ (или пара, например, бензин изпаряване), невидими, и замъгленост не е газ, и малки водни капчици разпръсват светлина и да видим в бяло "дим". Всеки ден можем да гледаме чиста вода, която излиза от каната или от капака на тигана, охлаждайки се във въздуха. На излизане чайника той първо невидим (като газ), тя постепенно се охлажда в улея на каната започва да кондензира и да стане струя мъгла ( "клубове двойка"). Тогава капчиците мъгла се смесват с въздуха и, ако е достатъчно сух (способен да вземе влага), отново се изпарява и "изчезва". В живота угар за баня обикновено го разбирам правилно невидима водна пара във въздуха, включително пара самата се нарича горещ влажен въздух в баня "в прегрята пара баня" или "студен парна баня." Мъгла във ваната под формата на "парни клубове" е нежелан феномен. Мъглата образуван от въздуха проникване на студен въздух през вратата на спад на мократа баня, както и жертви в достатъчно затопля скали при ниски температури във въздушна баня (по същия начин като мъгла на изхода на пара от каната). Във всеки случай образуването на мъгла може да бъде предотвратено чрез повишаване на температурата на парата, както и чрез повишаване на температурата и намаляване на влажността на въздуха, в който навлиза парата (вж. Раздел 7.5). Ако мъглата е видима във ваната, тогава се казва, че парата в банята е "влажна" (виж раздел 7.6). Ако на входа на баните човек се чувства влага (пот) и очила мъгла, а след това ние казваме, че двойката "мокро", а ако лицето не се чувствам влагата. - Комплект от "сух" Разбира се, самата водна пара (като газ) не може да бъде суха, влажна или влажна, би било по-правилно да се казва сух, влажен или влажен въздух. В жаргон се използва често водопроводчиците технически термини "мокър" или "мокро" пара, когато е желателно да се изясни, че в основната пара линия (например, пара се подава директно към парна баня град баня) има кондензирана вода (включително под формата на мъгла). Термините "суха", "прегрявана" или "гореща" пара се използват, когато вътрешната тръба на тръбата за пара е суха и пара в тръбата не съдържа мъгла. По този начин терминологията е напълно различна, така че понякога са необходими допълнителни обяснения. Научната, професионалната и битовата терминология по принцип не съвпадат.