Влажность воздуха и ее измерение: Насыщенный пар, кипение, влажность воздуха.

Чем измеряют влажность воздуха. Приборы для определения влажности

Содержание:

Что такое влажность воздуха

Влажность воздуха — это показатель содержания водяного пара в воздухе. Влажность домашнего воздуха меняется в зависимости от погодных условий и процессов жизнедеятельности людей.

Понижение влажности в помещении может произойти из-за чрезмерного использования обогревательных приборов или кондиционера. Приготовление еды без вытяжки или качественной вентиляции, сушка белья в в доме, повышенная влажность на улице приводят к высокому уровню влажности в квартире.

Сухой воздух в помещении способен вызвать усыхание мебели и отделочных материалов, увядание растений, сухость кожи и слизистых оболочек. Нередко сухой воздух приводит к аллергическим реакциям и развитию простудных заболеваний.

Слишком влажный воздух также может испортить мебель и отделочные материалы, поспособствовать развитию грибка на стенах и снижению иммунитета у человека. В квартире может появиться неприятный запах сырости.

Чем измеряют влажность воздуха

Без специальной аппаратуры определить относительный точный уровень влажности воздуха сложно. Однако не соответствующую норме концентрацию влаги можно определить по сухости кожи и слизистых или скоплению конденсата (точка росы) на окнах и зеркальных поверхностях.

Относительная влажность — содержание водяного пара в воздухе и его взаимодействие с температурой воздуха.

Сегодня существуют специальные приборы, с помощью которых можно определить баланс влажности воздуха в помещении с высокой точностью.

Приборы для измерения влажности воздуха

Прибор для измерения влажности воздуха называется гигрометр.

Гигрометр — это прибор, который измеряет влажность воздуха в помещении. Если процент содержания влаги в воздухе слишком низкий, в организм могут попасть различные вирусы, которые могут значительно ослабить иммунитет. Благодаря гигрометру можно избежать дискомфорта и защитить слизистые и кожу от пересыхания.

Согласно ГОСТу, комфортный уровень относительной влажности в помещении зимой — 30–45%, в теплые месяцы — 30–60%.

Принцип работы этого прибора основан на физических характеристиках материалов, из которых он состоит. Материалы в зависимости от уровня влаги в воздухе меняют свойства: вес, плотность, длину и другие.

Гигрометр бывает нескольких видов:

  • волосяной,
  • пленочный,
  • весовой,
  • конденсационный,
  • психрометрический,
  • электронный.

Волосяной гигрометр

Волосяной измерительный прибор состоит из обезжиренного синтетического волоса, стрелки, пружины и шкалы. Когда количество паров в воздухе изменяется, происходит изменение силы натяжения волоса и пружина реагирует на эти изменения, меняя положение стрелки на шкале. Диапазон определения влажности у волосяного гигрометра — от 30 до 80%.

Сейчас можно встретить множество моделей гигрометров, среди которых есть и классические измерители влажности с температурным столбиком, и электронные, на дисплее которого отображаются сразу все показатели оптимального микроклимата в доме.

Пленочный гигрометр

Чувствительного элементом здесь служит пленка, которая также при изменении уровня влажности стягивается или растягивается. Это приводит в движение противовес, который меняет угол наклона стрелки по шкале. Рабочий диапазон также составляет от 30 до 80%.

Весовой и конденсационный гигрометры

Весовой механический и конденсационный гигрометр отличаются высокой точностью измерения уровня влажности в помещении, так как оба являются устройством для измерения абсолютной влажности воздуха. Такая аппаратура применяется только в лабораториях, но не для измерения влажности домашнего воздуха.

Абсолютная влажность воздуха — это показатель количества водяного пара в атмосферном воздухе.

Психрометрический гигрометр

Психрометр основан на взаимодействии между собой «сухого» и «влажного» термометров. В приборе установлены два градусника с подкрашенными жидкостями (красного и синего цветов). Одна из этих трубок обмотана хлопчатобумажной тканью, конец которой погружен в резервуар с раствором. Ткань намокает, а затем влага начинает испаряться, тем самым охлаждая «влажный» термометр. Чем ниже влажность воздуха в помещении, тем ниже будут показания термометра.

Чтобы высчитать процент влажности воздуха на психрометре, следует в таблице на приборе найти значение температуры воздуха согласно показаниям градусника и найти разницу значений на пересечении показателей.

Психрометры бывают нескольких видов:

  • стационарный. Включает два градусника (сухой и влажный). Работает по принципу, описанному выше. Процент влажности воздуха рассчитывается по таблице.
  • аспирационный. От стационарного отличается лишь наличием специального вентилятора, который служит для обдува термометров поступающим потоком воздуха, тем самым ускоряя процесс измерения влажности воздуха.
  • дистанционный. Этот психрометр бывает двух видов: манометрическим и электрическим. Вместо ртутных или спиртовых градусников имеет кремниевые датчики. Однако, как и в первых двух случаях, один из датчиков остается сухим, второй — влажным.

Электронный гигрометр (цифровой)

Также известны как домашние цифровые метеостанции. Принцип работы цифровых гигрометров строится на постоянном измерении состояния воздуха в помещении. Прибор функционирует от электросети или бытовой батарейки. Внутри гигрометра находится датчик, который фиксирует изменения концентрации влаги в комнатном воздухе.

Все расчеты отображаются на дисплее прибора, информация обновляется в режиме реального времени.

Как выбрать измеритель влажности воздуха

Современные электронные гигрометры безопасны и компактны. Точность измерения влажности воздуха практически не имеет погрешностей, а значит, это один из самых подходящих вариантов для квартиры.

Существует множество моделей, отличающихся по набору функций, дизайну, размерам и т. д.

Чтобы выбрать гигрометр в квартиру, нужно учитывать несколько моментов.

Преимущества устройства

  • в первую очередь следует обратить внимание на скорость выдачи результатов и коэффициент погрешности показаний;
  • гигрометры могут совмещать в себе сразу несколько устройств: термометр, часы, будильник, измеритель точки росы, календарь, барометр, уровень атмосферного давления, иметь голосовое сопровождение и другие возможности. Если измеритель влажности выполняет несколько функций одновременно, он называется стационарной домашней метеостанцией;
  • некоторые современные модели гигрометров имеют Wi-Fi модуль для вывода на дисплей информации о погоде в регионе;
  • также есть выносные модели, которые легко можно переносить из помещения в помещение или даже на улицу для измерения влажности воздуха.

Диапазон влажности и порог нагрева

Диапазон влажности воздуха зависит от назначения комнаты. К примеру:

  • в спальне и гостиной эти показатели могут разниться от 20 до 80%;
  • на кухне, возле балкона и в кладовке — от 10 до 90%;
  • в ванной комнате уровень влажности может достигать все 100%, особенно после принятия ванны или душа.

Чем шире диапазон рабочих значений у прибора, тем выше его цена. Перед покупкой гигрометра стоит учесть, где он будет находиться, отсюда и выбирать рабочий диапазон.

Порог нагрева важен для приборов установленных в бане или сауне. В таком случае рабочая температура должна быть не ниже 120 °С.

Точность измерения

Этот показатель тоже важен, однако приборов с большими расхождениями в показаниях на российском рынке нет, а максимальная точность с минимальными погрешностями нужна лишь для обслуживания, например домашней винотеки.

Как поддерживать относительную влажность воздуха в доме

Мы уже определились, чем измерить состояние влажности воздуха в помещении, осталось теперь разобраться, как же восстановить оптимальный уровень влажности.

Если влажность низкая

  1. Проветривайте помещение. Однако такой метод не всегда может существенно улучшить состояние домашнего микроклимата, так как летом уличный воздух может быть сухим.

    Также при проветривании традиционным способом в квартиру могут попасть опасные микробы, аллергены, пыль, вредные газы и неприятные запахи. Но если держать окна постоянно закрытыми, то есть большая вероятность столкнуться с еще одной проблемой поддержания микроклимата — духотой (высокий уровень углекислого газа).

    Качественная вентиляция также важна при проветривании комнат. Приток свежего воздуха в помещение может обеспечить клапан, однако его будет недостаточно, чтобы проветрить помещение, в котором проживают более одного человека. Воздух проходя через приточно-вытяжной клапан не подогревается и не очищается.

    Без труда разобраться с духотой и не запустить в дом опасных «гостей» с улицы поможет бризер. Это устройство приточной вентиляции, которое забирает воздух с улицы, подогревает, очищает его и подает в помещение.

  2. Регулярно проводите влажную уборку комнат.
  3. Установите дома аквариум. Содержание дома рыбок в аквариуме также может повлиять на влажность воздуха. Но помните, что за рыбками нужно ухаживать и содержать аквариум в чистоте.
  4. Можно расположить на подоконниках или около радиаторов отопления емкости с водой.
  5. Увлажнитель воздуха — хороший вариант для дома. Этот прибор справится с сухостью домашнего воздуха, улучшит микроклимат и предотвратит развитие респираторных заболеваний.
  6. Климатическая техника (кондиционер, бризер, очиститель воздуха, терморегулятор Danfoss Eco) в комплекте с базовой станцией MagicAir поможет не только отследить данные состояния микроклимата в доме, но и поддерживать оптимальные показатели.

Базовая станция собирает информацию из комнатного воздуха о температуре, его влажности и о концентрации углекислого газа. Все показатели отображаются на экране смартфона в приложении MagicAir.

Если влажность высокая

Вторая сторона медали — слишком много влаги в воздухе.

  1. Не сушите белье в квартире. Лучшего всего делать это на балконе.
  2. После принятия водных процедур, когда влажность воздуха в ванной комнате может доходить до 100%, нужно проветрить. При качественной вентиляции достаточно будет открыть дверь в ванную и ближайшее к ванной комнате окно или включить бризер.
  3. Можно приобрести специальное устройство для поглощения влаги. Принцип работы этого прибора противоположен процессу увлажнения воздуха: встроенный вентилятор прогоняет влажный воздух через устройство. Внутри также расположен испаритель, который превращает влагу в конденсат, стекающий в специальную емкость.

Если завести привычку постоянно поддерживать оптимальную влажность воздуха на необходимом уровне,то это поспособствует уменьшению риска развития болезней дыхательных путей и случаев аллергических реакций. Нормализованная влажность благоприятно влияет на кожу, защищает ее от пересыхания и преждевременного старения.

Комфорта и свежего чистого воздуха Вашему дому!

Автор: Полина Тарасова

Физика Влажность воздуха и её измерение

Вода занимает около 70,8% поверхности земного шара. Живые организмы содержат от 50 до 99,7% (пятидесяти до девяноста девяти целых семи десятых процента) воды.   В атмосфере находится около 13-15 тыс. км3 воды в виде капель, кристаллов снега и водяного пара. Атмосферный водяной пар влияет на погоду Земли.
Водяной пар в воздухе не всегда является насыщенным, несмотря на огромные поверхности океанов, морей, озер и рек. Перемещению воздушных масс способствует ветер. Это приводит к тому, что в одних местах нашей планеты в данный момент испарение воды преобладает над конденсацией, а в других, наоборот, преобладает конденсация. Но в воздухе практически всегда имеется некоторое количество водяного пара и для каждой территории оно различно. 

Содержание водяного пара в воздухе – это влажность, которая характеризуется несколькими величинами: абсолютной влажностью, относительной влажностью, парциальным давлением водяного пара.
1. Абсолютная влажность ρ (ро)– плотность водяного пара в воздухе измеряется в килограммах на метр кубический (кг/м3), т.е. показывает, сколько граммов водяного пара содержится в воздухе объёмом 1 м³ при данных условиях.
Чем выше температура воздуха, тем больше в нем может быть пара;
Например, при +20 ºС 1 м3 воздуха может содержать 17 г водяного пара; при -20 ºС 1 м3 воздуха – всего 1 г водяного пара.
Степень насыщения водяного пара зависит от 
•    количества водяных      паров, 
•    давления,  
•    температуры. 
В окружающем нас воздухе практически всегда находится водяной пар. Влажность воздуха зависит от количества водяного пара, содержащегося в нем.
Сырой воздух содержит больший процент молекул воды, чем сухой.
Например, в центральной части России воздух сухой по сравнению с островом Сахалин. Там воздух настолько влажный, что одежда всегда кажется тоже влажной. Не каждый человек способен жить во влажном климате. Так как это сказывается на здоровье. 
 2. Атмосферный воздух представляет собой смесь различных газов и водяного пара, имеющих свои определенные величины давления. Однако, давление, производимое воздухом на находящиеся в нем тела равно суммарному давлению. Парциальным давлением водяного пара называют давление, которое производил бы водяной пар, если бы все остальные газы отсутствовали, т.е. если создать идеальные условия. Парциальное давление водяного пара является одним из показателей влажности воздуха. Его выражают в единицах давления — паскалях или миллиметрах ртутного столба.
Атмосферное давление определяется суммой парциальных давлений компонент сухого воздуха (кислорода, азота и т. д.) и водяного пара.
 3. Относительная влажность – это величина, показывающая, насколько водяной пар при данной температуре близок к насыщению. Так как по парциальному давлению водяного пара и абсолютной влажности  нельзя судить о том, насколько водяной пар в данных условиях близок к насыщению. А от этого зависит интенсивность испарения воды и потеря влаги живыми организмами.   
Относительной влажностью воздуха ФИ называют отношение парциального давления р (П) водяного пара, содержащегося в воздухе при данной температуре, к давлению р н.п. (П) насыщенного пара при той же температуре, выраженное в процентах. Относительная влажность воздуха обычно меньше 100%.
Для определения влажности воздуха используют несколько приборов.
ПсихрОметр. Состоит из двух термометров. Резервуар одного из них остается сухим, и он показывает температуру воздуха. Резервуар другого окружен полоской ткани, конец которой опущен в воду. Вода испаряется, и благодаря этому термометр охлаждается. Чем больше относительная влажность, тем менее интенсивно идет испарение, так как в воздухе много водного пара. Температура, показываемая термометром, окруженным влажной тканью, ближе к температуре сухого термометра.
При относительной влажности, равной 100%, вода вообще не будет испаряться и показания обоих термометров будут одинаковы. По разности температур этих термометров с помощью специальных таблиц можно определить влажность воздуха. 
Гигрометр. 
Существует несколько видов гигрометров:
1.    волосной, 
2.    конденсационный, 
3.    психрометрический.
Волосной гигрометр состоит из рамки, волоса, стрелки, ролика и груза. Принцип его действия основан на свойстве обезжиренного волоса изменять свою длину в зависимости от влажности воздуха, в котором он находится. Волос натянут на металлическую рамку. Изменение длины волоса передаётся стрелке, перемещающейся вдоль шкалы.
Волосной гигрометр в зимнее время является основным прибором для измерения влажности воздуха вне помещения.
Компенсационный гигрометр — прибор для определения влажности воздуха путем охлаждения последнего до точки росы. Прибор сотоит из термометра, металлической трубки с эфиром и груши, для накачивания воздуха. При испарении эфира  на отполированной стенке появляются капли воды. По термометру, вставленному внутрь сосуда, отмечают температуру, при которой это происходит. Эта температура является точкой росы при данном содержании водяного пара в воздухе. 
По точке росы находят соответствующую ей плотность насыщенного пара.
По таблице плотности насыщенного пара находят относительную влажность воздуха.
Для ускорения процесса испарения эфира через него с помощью груши прогоняется воздух.
В конденсационном гигрометре М. И. ГОльцмана температура металлического зеркала, измеряемая электрически, может быть понижена до —150°С (минус) с помощью обтекающего его жидкого кислорода или жидкого воздуха. 
Воздух просасывается через прибор и проходит мимо зеркала, где и происходит конденсация.
Точка росы – это температура, при которой пар, находящийся в воздухе, становится насыщенным.
Точка росы также характеризует влажность воздуха:
•    выпадение росы под утро, 
•    запотевание холодного стекла, если на него подышать, 
•    образование капли воды на холодной водопроводной трубе, 
•    сырость в подвалах домов.
Наиболее комфортная влажность воздуха для человека лежит в пределах 40—60%. 
Высокую температуру легче переносить в сухом воздухе. Жара в сухой пустыне может не так сильно изнурять, как 25 градусов после сильного дождя, когда влажность воздуха очень высока. Чтобы не перегреться, организму в жару надо сильно потеть. Однако при высокой влажности пот не будет высыхать и не даст охлаждения тела. 
При высокой температуре воздуха и низкой влажности человек, потея, выводит влагу из организма в основном через кожу, а не через почки. Это свойство организма используется в медицине при заболеваниях почек.
От влажности также зависит интенсивность испарения влаги с поверхности кожи человека. Испарение влаги имеет большое значение для поддержания температуры тела постоянной. В космических кораблях поддерживается наиболее благоприятная для человека относительная влажность воздуха (40-60%).
Очень важно знать влажность в метеорологии — в связи с предсказанием погоды. Хотя относительное количество водяного пара в атмосфере сравнительно невелико (около 1%), роль его в атмосферных явлениях значительна. Конденсация водяного пара приводит к образованию облаков и последующему выпадению осадков. При этом выделяется большое количество теплоты. И наоборот, испарение воды сопровождается поглощением теплоты.
Определенная влажность необходима в ткацком, кондитерском и других производствах для нормального течения процесса.
Хранение произведений искусства и книг требует поддержания влажности воздуха на необходимом уровне. Поэтому в музеях на стенах вы можете видеть психрометры.
Рассмотрим решение задачи. 
Найдите относительную влажность воздуха в комнате при температуре 18 °С, если при 10°С образуется роса.
По таблице зависимости давления насыщенных водяных паров от температуры найдем нужные нам значения: при температуре 18 градусов цельсия парциальное давление водяного пара равно одна целая, 23 сотых килопаскаля, а давление насыщенного пара равно две целых семь сотых килопаскаль. Переведем килопаскали в паскали,  и подставив значение величин в формулу, получим: фи равно парциальное давление водяного пара разделить на давление насыщенного пара и умножить на 100 процентов равно 1230 паскаль разделить на 2070 паскаль и умножить на 100 процентов равно 59 процентов.

Влажность воздуха. Точка росы. Измерение влажности

Влажность воздуха. Точка росы. Измерение влажности

Подробности
Просмотров: 314

В окружающем нас воздухе практически всегда находится некоторое количество водяных паров. Влажность воздуха зависит от количества водяного пара, содержащегося в нем.
Сырой воздух содержит больший процент молекул воды, чем сухой.
Большое значение имеет относительная влажность воздуха, сообщения о которой каждый день звучат в сводках метеопрогноза.

Относительная влажность — это отношение плотности водяного пара, содержащегося в воздухе, к плотности насыщенного пара при данной температуре, выраженное в процентах.

ТОЧКА РОСЫ

Сухость или влажность воздуха зависит от того, насколько близок его водяной пар к насыщению. Если влажный воздух охлаждать, то находящийся в нем пар можно довести до насыщения, и далее он будет конденсироваться.Признаком того, что пар насытился является появление первых капель сконденсировавшейся жидкости — росы.
Температура, при которой пар, находящийся в воздухе, становится насыщенным, называется точкой росы.

Точка росы также характеризует влажность воздуха.
Примеры: выпадение росы под утро, запотевание холодного стекла, если на него подышать, образование капли воды на холодной водопроводной трубе, сырость в подвалах домов.

ИЗМЕРЕНИЕ ВЛАЖНОСТИ

Для измерения влажности воздуха используют измерительные приборы — гигрометры.
Существуют несколько видов гигрометров, но основные: волосной и психрометрический.

Так как непосредственно измерить давление водяных паров в воздухе сложно, относительную влажность воздуха измеряют косвенным путем.

Принцип действия волосного гигрометра основан на свойстве обезжиренного волоса ( человека или животного) изменять свою длину в зависимости от влажности воздуха, в котором он находится.

Волос натянут на металлическую рамку. Изменение длины волоса передаётся стрелке, перемещающейся вдоль шкалы. Волосной гигрометр в зимнее время являются основным прибором для измерения влажности воздуха вне помещения.

Более точным гигрометром является гигрометр психрометрический – психрометр( по др. гречески «психрос» означает холодный).
Известно, что от относительной влажности воздуха зависит скорость испарения.
Чем меньше влажность воздуха, тем легче влаге испаряться.

В психрометре есть два термометра. Один — обычный, его называют сухим. Он измеряет температуру окружающего воздуха. Колба другого термометра обмотана тканевым фитилем и опущена в емкость с водой. Второй термометр показывает не температуру воздуха, а температуру влажного фитиля, отсюда и название увлажненный термометр. Чем меньше влажность воздуха, тем интенсивнее испаряется влага из фитиля, тем большее количество теплоты в единицу времени отводится от увлажненного термометра, тем меньше его показания, следовательно, тем больше разность показаний сухого и увлажненного термометров.


ПОСМОТРИ

Влажность и звук.

Определив разность показаний сухого и увлажненного термометров, по специальной таблице, расположенной на психрометре, находят значение относительной влажности.

ИНТЕРЕСНО

Для здоровья человека вредны как чрезмерная сухость воздуха, так и большая влажность.
Наиболее комфортная влажность воздуха для человека лежит в пределах 40—60%.

___

Высокую температуру легче переносить в сухом воздухе. Жара в сухой пустыне может не так сильно изнурять, как 25 градусов после сильного дождя , когда влажность воздуха очень высока. Чтобы не перегреться, организму в жару надо сильно потеть. Однако при высокой влажности пот не будет высыхать и не даст охлаждения тела.

___

При высокой температуре воздуха и низкой влажности человек, потея, выводит влагу из организма в основном через кожу, а не через почки. Это свойство организма используется в медицине при заболеваниях почек.

ЧТО ТЯЖЕЛЕЕ?

Что тяжелее: 1 кубометр сухого воздуха или влажного? (кубометр влажного воздуха есть смесь кубометра водяного пара с кубометром сухого воздуха)
Пародоксально, но при одинаковом давлении и температуре 1 кубометр влажного воздуха не тяжелее, а легче, чем кубометр сухого воздуха! Дело в том, что давление каждой составной части газовой смеси меньше её общего давления, которое и для сухого и для влажного воздуха одинаковое. А при уменьшении давления уменьшается и вес единицы объема газа.

ПОЧЕМУ?

Прочитав внимательно эту страницу, тебе не составит труда ответить на следующий вопрос: сырой воздух должен иметь большую плотность, чем сухой, так как содержит большее количество молекул воды. Но почему же при увеличении абсолютной влажности перед дождем барометр «падает», показывая уменьшение давления, связанное с уменьшением плотности воздуха?

Идем думать!



Влажность воздуха и ее измерение

 

Содержание водяного пара в атмосфере – влажность воздуха, одна из важнейших со­ставных частей земной атмосферы. С нею связано состояние воздуха как среды жизнедеятельности расте­ний и животных.

Она характеризуется: абсолютной влажностью, парциальным давлением водяного пара, давлением насыщенного пара, относительной влажностью, де­фицитом насыщения водяного пара в воздухе и температурой точки росы.

1. Абсолютная влажность воздуха, г/м3 (а) – масса водяного пара в единице объема воздуха.

2. Парциальное давление водяного пара, гПа (е) – фактическое давление, которое имел бы водяной пар, находясь в смеси газов атмосферы.

3. Парциальное давление насыщенного водяного пара, гПа (Е) – парциальное давление водяного пара, максимально возможное при данной температуре.

4. Относительная влажность воздуха (f) – отношение фактического парциального давления водяного пара при данной температуре воздуха к давлению насыщенного водяного пара (максимально возможному для данной температуры), выраженного в процентах.

f = е/Е100 %

5. Дефицит насыщения водяного пара, мм (d) – разность между давлением насыщенного водяного пара при данной температуре и фактическим парциальным давлением.

d = E – e.

Максимальные значения отмечаются летом, минимальные – зимой.

6. Точка росы (td) – температура, при которой водяной пар, находящийся в воздухе, достигает состояния насыщения при неизменном давлении. Точка росы определяется по таблице максимальной упругости водяного пара.

Методов измерения влажности почвы, наиболее распространенных, два: психрометрический и гигрометрический.

Психрометрический метод основан на определении разности показаний двух термометров, резервуар один из которых охлаждается смачиванием водой.

1. Станционный психрометр (рис. 4.1) – это два психрометрических термометра, установленных на штативе + стакан с дистиллированной водой. Резервуар правого термометра обвязан кусочком батиста, конец которого погружен в воду. Стакан накрыт крышкой с прорезью для батиста.

Отсчет температуры ведется с точностью до 0,1 оС. Влажность воздуха определяется по разности температур с помощью психрометрической таблицы.

2. Аспирационный психрометр (рис. 4.2). Принцип действия тот же, но в нем есть аспирационное устройство (вентилятор), обеспечивающее протяжку воздуха у резервуаров термометров с постоянной скоростью 2 м/сек, что исключает влияние скорости ветра на показания термометров.

 

Рисунок 4.1 – Установка приборов в психрометрической будке: 1- штатив, 2 и 3- сухой и смоченный термометры, 4- гигрометр, 5 и 6 максимальный и минимальный термометры, 7- стаканчик (по М.Д. Павлову, 1984)

 

Прибор тоже имеет два термометра, только помещенных в один футляр, где вентилятор постоянно просасывает воздух. С помощью крюка – подвеса психрометр устанавливается в будке или на специальной стойке на высоте 2 метра.

Гигрометрический метод основан на изменении длины гигро­скопических материалов в зависимости от влажности воздуха. На этом свойстве действуют волосной гигрометр и гигрограф.

 

Рисунок 4.2 – Аспирационный пси­хрометр МВ-4М: 1- резиновая груша, 2- зажим, 3- пипетка, 4- ветровая защита, 5- крюк-подвес, 6- ключ, 7 око­шечко, 8- головка аспиратора, 9- трубка, 10 и 11- сухой и смоченный термометры, 12- защитные планки, 13- тройник, 14- изоляционные втулки, 15 и 16- трубки.

Волосной гигрометр (рис. 4.3) состоит из рамки, на которой укреплена шкальная пластинка. Обезжиренный волос верхним концом закреплен в отверстие винта, нижним – связан со стрелкой. При изменении относительной влажности воздуха волос укорачивается или удлиняется и стрелка под действием грузика перемещается вправо или влево. Прибор устанавливается в психрометрической будке между сухим и смоченным термометрами.

Гигрограф – используется для непрерывной регистрации изменений влажности воздуха. Гигрограф бывает двух видов – волосной и пленочный, суточный или недельный. На метеостанциях используется волосной гигрограф. Вне его корпуса находится кронштейн с пучком обезжиренных волос. Стрелка, скрепленная с ним, рисует график – гигрограмму на ленте барабана.

 

Рисунок 4.3 – Волосной гигрометр (по М.Д. Павловой, 1974)

 

Определение точки росы производится с помощью гигрометра точки росы. Его действие основано на принципе установления динамического равновесия между конденсатом в виде капель воды или кристаллов льда, сконденсировавшихся на поверхности твердого тела, температура которого равна точке росы окружающего воздуха и парами воды воздуха.

Практически этот метод осуществляется путем охлаждения твердого тела до точки росы окружающего воздуха и измерения при этом температуры тела.

От влажности воздуха в значительной степени зависит интенсивность транспирации растений. Поэтому при высокой температуре и пониженной влаж­ности воздуха резко снижаются их рост, развитие генеративных органов, задерживается цветение.

Пересы­хает пыльца, снижается оплодотворение, возникает череззерница, зерно становится щуплым.

Особенно неблагоприятна низкая относительная влажно­сть воздуха при недостатке почвенной влаги.

Отрицательно сказывается на росте и развитии растений и длительное повышение влагосодержания (> 80 %). Ткани растений становятся крупноклеточными, что приводит к полега­нию зерновых культур. В период цветения это препятствует нормальному опылению растений, так как меньше раскрываются пыльники, уменьшается лёт насекомых.

При повышенной влажности воздуха задерживается созревание культур, увеличивается содержание влаги в зерне и соломе, что неблагоприятно отражается на работе уборочных машин, требует дополнительных затрат на просушку зерна (табл. 5.2).

При дефиците насыщения до 3 гПа и более уборочные работы практически прекращению.

Таблица 5.2 – Влажность зерна и соломы в зависимости от дефицита насыщения водяного пара (по А. П. Федосееву, 1979)

Дефицит насыщения водяного пара, гПа Влажность, %
зерна соломы
24,2 46,0
19,2 32,0
16,8 25,0
15,3 22,3
14,2 19,2

 

В теплое время года повышенная влажность воздуха способ­ствует развитию и распространению ряда грибных заболеваний сельскохозяйственных культур (фитофтороз картофеля и тома­тов, милдью винограда, белая гниль подсолнечника, различные виды ржавчины зерновых культур и др.). Особенно усиливается влияние этого фактора с увеличением температуры.

Контрольные вопросы

1. Основные характеристикивлажности воздуха.

2. В чем заключается психрометрический метод определения влажности воздуха?

3. Особенности гидрометрического метода определения влажности воздуха.

4. Назовите приборы для определения влажности воздуха.

5. Принципопределения температуры точки росы.

 

 




Измерение влажности воздуха: как, чем и зачем

Оглавление статьи

  1. Что такое влажность и какой она бывает
  2. Как измерить подручными средствами
  3. Профессиональные приборы измерения
  4. Что делать, если влажность в помещении не соответствует норме
Понятие «влажность воздуха»

Влажность воздуха — это общее количество водяного пара в воздухе в конкретном помещении (или атмосфере, если говорить глобально). Она бывает:

  • абсолютной —данная величина постоянно меняется;
  • относительной — этот показатель знаком нам из метеопрогнозов, он указывает, какого процента влаги недостаёт в атмосфере до того, чтобы началась ее конденсация на поверхностях.

На этот показатель влияют: расположение помещения, его назначение, характер хранимого в нем имущества, климатические и погодные условия. Измерение влажности воздуха проводят исходя из характера помещения.
Существует несколько типов устройств для измерения влажности.Мы остановимся на двух: профессиональных и бытовых.

Измерение влажности воздуха в домашних условиях

измерение влажности воздухаК простейшим бытовым методам измерения влажности можно отнести:

  • стакан с водой. Принцип работы прост: наполнив стакан водой, ставим в холодильник на несколько часов, чтобы жидкость остыла почти до нуля, но не замёрзла, затем вносим в интересующее нас помещение.

а) если воздух сухой — стенки стакана запотели, а после практически разу высохли;
б) воздух со средним показателем влажности: стакан запотел, а через 10-12 минут конденсат испарился;
в) высокая влажность воздуха — по стенкам стакана стекаю капли воды.
Кстати, с таким же успехом можно использовать и обычную пластиковую бутылку, наполненную холодной водой.

  • Термометр. По принципу действия метод довольно близок к профессиональным измерителям влажности. Измеряем обычным ртутным термометром температуру в помещении, записываем полученную величину, после чего оборачиваем головку градусника мокрой марлей (ватой), и по истечении 10-12 минут фиксируем новый показатель. Полученная разница температур будет средним показателем влажности воздуха в процентах.
Профессиональные устройства измерения влажности

Если говорить о профессиональных приборах для измерения влажности в помещении, то к ним относятся:

  • термогигометры;
  • психрометры.

приборы измерения влажности в домеГигометры измеряют влажность, термогигометры — более комплексный прибор, отмечающий также и температуру. Они бывают:

  1. Волосяные: приборы измерения на основе синтетического «волоса», который меняет длину в зависимости от влажности. Один его конец крепится к пружине, второй — к стрелке циферблата, что даёт возможность считывать малейшие изменения показателей. Такой прибор довольно точен и прост в использовании.
  2. Плёночные: органическая плёнка изменяет физические свойства зависимости от влажности воздуха: сжимается при ее снижении, и растягивается при повышении. Значения выводятся на циферблат. Гигрометры используют в помещениях с низкими температурами.

Психрометры — наиболее точные устройства для измерения влажности. Состоят из двух термометров. Один сухой, фиксирует температуру воздуха. Второй погружён в резервуар с водой, чтобы показывать температуру влажной среды. Полученная разница и будет искомой влажностью воздуха в помещении.

При измерении влажности в квартире или доме следует учитывать, что работающие кондиционеры, приборы отопления, вентиляции, вытяжки снижают общий показатель, а повышают его наличие в помещении открытых аквариумов, декоративных фонтанов, большого количества растений или регулярное проведение влажной уборки.

Как сделать показатель влажности комфортным

Оптимальным уровнем влажности воздуха в жилых помещениях — 65%, вне зависимости от времени года. Нижняя граница показателя — 30-40%. Для иных помещений гаражей, бань, саун, теплиц, производственных цехов и складов показатели регламентируются строительными нормами и правилами.

Если показатели ниже нормы — устанавливают специальные увлажнители воздуха. Но практика показывает, что чаще встречается проблема не пониженной, а повышенной влажности. Она знакома дачникам, владельцам гаражей и погребов, собственникам бань — сырость провоцирует развитие плесневых колоний, появление мокрых пятен, отмокание отделки, гниение несущих конструкций и перекрытий.

В странах Европы — Германии, Испании, Франции — с 80х годов XX века для снижения влажности применяют солнечные коллекторы. Приборы прогревают и вентилируют помещения каждый раз, когда на них попадают солнечные лучи. В России такие приборы появились в 2014 году.

Компания Solar Fox изобрела, протестировала и выпустила на рынок аналог европейских устройств — воздушный солнечный коллектор. Он обладает всеми преимуществами заграничного оборудования:

  • гарантированно избавляет от влажности и сырости;
  • прост в монтаже;
  • экологичен;
  • универсален;
  • работает в любой климатической и географической зоне;
  • экономит средства на вентиляцию и защищает строение.

Но кроме того — оборудование Solar Fox стоит дешевле европейского.

Влажность воздуха и её измерение

Урок физики в 8-м классе

21.10.2016г

Учитель: Ряшко С.В.

Тема: Влажность воздуха и её измерение

Цели урока:

Образовательные:

  • Проверить теоретические знания учащихся по теме «Испарение. Кипение».

  • Сформировать представление об абсолютной и относительной влажности воздуха.

  • Продемонстрировать способ измерения влажности воздуха при рассмотрении приборов для ее измерения — психрометра.

Развивающие: 

Воспитательные: 

Задачи урока:

  • 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

Оборудование:  компьютер, мультимедиа-проектор, презентация к уроку «Влажность воздуха», психрометр, раздаточный материал: психрометрическая таблица, тренировочные задания, запись звуков природы.

1. Организационный этап.

– По вашим лицам вижу, что сегодня настроение у вас хорошее. Давайте поработаем сегодня на уроке так, чтобы ваше настроение осталось таким же, а может быть стало ещё лучше. Приготовьте, пожалуйста, ваши тетради, они нам понадобятся. Запишите сегодняшнее число. Место для темы оставьте не заполненным. И начнём с музыкального произведения.

Прослушайте его внимательно.

Ответьте на мои вопросы: 1. Какое вещество сопровождает пение птиц? (Вода)

2. В каком агрегатном состоянии оно находится? (В жидком)

3. По какому физическому свойству вы это определили ? (Текучесть).

2. Актуализация опорных знаний.

1. Работа с графиком.

Внимание на график.

На рисунке представлен график зависимости температуры воды от времени при нагревании 0,1 кг воды с постоянной мощностью 1 кВт. Начальная температура воды -100 оС.

ч

1. По графику на рисунке определите, сколько секунд длился процесс:

а) плавления льда, б) парообразования.

2. Опишите тепловые процессы, происходящие на каждом из участков графика (ОА, АВ, ВС, СD, DE).

3. Запишите формулы количества теплоты на каждом участке.

Вопрос 1,2 уровня: 4. Какие числовые коэффициенты можно найти в таблицах?

Вопрос 4 уровня: Почему на участках АВ и СД не изменяется температура?

2. Кратковременная самостоятельная работа.

Работа выполняется по дифференцированным карточкам, в которых ребята имеют возможность выбрать задания по уровням знаний.

3. Мотивация учебной деятельности.

– Тему сегодняшнего урока предлагаю определить вам самим, выполнив мои задания.

(Слайд 1) – Итак, первое задание: подумайте, что объединяет сюжеты на слайде.

– Оставьте место для темы урока, а ниже запишите в тетради это природное явление. (Облака)

(Слайд 2) – Что это? (Дождь)

(Слайд 3) – Запишите через запятую и это явление.

1. «Под голубыми небесами
Великолепными коврами
Блестя на солнце…» (…снег лежит)

(Слайд 4) – О каком явлении идёт речь? Запишем это слово в наш конспект.

(Слайд 5) – О каком явлении идёт речь в следующем стихотворении?

2. «Приди на рассвете
на склон косогора,
над зябкой рекою
дымится прохлада» (Туман)

(Слайд 6) – О каком явлении сейчас пойдёт речь, вы, конечно, сразу догадаетесь, но, пожалуйста, послушайте, как красиво оно описано Львом Толстым.

3. «Когда в солнечное утро пойдешь в лес, то на полях, в траве, видны алмазы. Все алмазы эти блестят на солнце разными цветами – и желтым, и красным, и синим. Когда подойдешь ближе и разглядишь, что это такое, то увидишь, что это …» (Роса)

(Слайд 7) – Запишем это слово в наш конспект. А про что следующий отрывок?

4. «Белая берёза под моим окном принакрылась снегом, точно серебром» (Иней)

– Запишем это слово в наш конспект

(Слайд 8) – Следующее задание. О чём идёт речь в следующем описании?

5. Древние викинги считали, что она соединяет мир богов и мир людей. Древние греки считали ее вестницей богов. В честь нее названа одна из оболочек глаза. Кто она? (Радуга)

(Слайд 9) – Давайте запишем название родственных радуге явлений. Это радужные круги вокруг солнца –гало (что в переводе с греческого означает круг)
А теперь второе задание – ответ на основной вопрос: что объединяет эти явления?  (Вода, содержащаяся в атмосфере, влажность воздуха)

(Слайд 10) – Итак, тема сегодняшнего урока – влажность воздуха.

Запишите её в тетрадь.

4. Изучение нового материала

Цель нашего урока: рассмотреть понятие абсолютной и относительной влажности воздуха, точки росы и ознакомиться с приборами для измерения влажности воздуха, научиться пользоваться психрометром для измерения относительной влажности.
(Слайд 11) Познакомимся с планом урока. Он находится у вас на столах.

– Мы уже ответили на 1-й вопрос, когда формулировали тему урока. Давайте повторим, что такое влажность воздуха? 

(Влажность воздуха – это содержание водяного пара в атмосфере)

– Какова причина появления водяного пара в воздухе? (Парообразование, испарение)

– Вспомните, как происходит испарение, от чего зависит скорость испарения? (Испарение происходит с поверхности водоёмов, почвы растений, скорость зависит от начальной температуры тела, рода вещества, площади поверхности, ветра)

– Как проявляется влажность воздуха? (конспект(В образовании облаков, дождя, инея, радуги, росы)

(Слайды 12 – 16) – Какое значение имеет влажность воздуха, на что она влияет?

– Мы выяснили, что влажность воздуха – важное для нас явление, поэтому необходимо научиться ее определять.

– В воздухе содержатся водяные пары, и мы можем определить, например, массу водяных паров в 1 м3   воздуха. Это абсолютная влажность воздуха. Какова единица массы? (Кг)

– В каких единицах  можно выразить массу водяных паров в 1 м3 воздуха? (Кг /м3)

– Абсолютную влажность принято выражать в единицах г/м3. Какая физическая величина имеет такую же единицу? (Плотность)

– Поэтому абсолютную влажность обозначают так же, как и плотность. Запишем в конспект: абсолютная влажность обозначается…

– Найдите в учебнике на стр. 46 определение этой величины и прочитайте его.

– Например, абсолютная влажность воздуха 50 г/м3. Много это или мало? Какой прогноз нас ожидает? (Ученики затрудняются ответить)

– Для ответа недостаточно данных. Нужно сравнить это число с чем-нибудь. Какое математическое действие позволяет сравнивать однородные величины друг с другом? (Деление)

– Верно, нужно найти отношение двух величин, поэтому влажность, которую мы сейчас определим, будет называться… (Относительной)

(Слайд 17) – Относительная влажность воздуха обозначается греческой буквой «hello_html_73830988.gif»  и равна отношению плотности водяных паров к чему?.. Давайте рассуждать. Сравнивать можно однородные величины, в числителе находится плотность, значит, и в знаменателе должна находиться … (плотность).

– Плотность водяных паров можно сравнить с плотностью насыщенных водяных паров. Итак, формула для относительной влажности будет иметь вид…

– Давайте сформулируем определение относительной влажности. (Учащиеся формулируют)

(Слайд 18) – Итак, мы ввели две величины, характеризующие содержание водяных паров в атмосфере, – абсолютную и относительную влажности.

(Слайд 20) – Температура, при которой пар, находящийся в воздухе, достиг состояния насыщения, называется точкой росы. Точка росы также характеризует влажность воздуха, так как она позволяет определить абсолютную влажность с помощью таблиц.

(Слайд 21) – Для измерения относительной влажности используют такие приборы как гигрометр и психрометр.

– Познакомимся с этими приборами. Гигрометры бывают конденсационные и волосные (от греческого «гигрос» – влажный).

– Внимательно посмотрите на экран, назовите и покажите основные элементы конденсационного гигрометра.

(Ученик называет и показывает)

(Слайд 22) – Действие волосного гигрометра основано на том, что обезжиренный человеческий волос в условиях большой влажности удлиняется, а при низкой влажности его длина уменьшается. К концу волоса прицеплен груз, при изменении длины он поворачивает блок со стрелкой. Конец стрелки показывает относительную влажность по шкале.
Для измерения относительной влажности также используют психрометр (от греческого слова  «психрос» – холодный).

– Назовите основные элементы прибора. (Сухой и влажный термометр)

– Для чего нужен сухой термометр? (Для измерения температуры воздуха)

– Для чего нужен влажный термометр? (Для измерения температуры воды)

– Почему отличаются показания сухого и влажного термометров? (При испарении термометр охлаждается)

– Каковы показания сухого и влажного термометров?

– Определяем влажность воздуха в классной комнате с помощью психрометрической таблицы.(Определяем температуру).

– Посмотрите на таблицу, которая находится у вас на столе. Какие параметры нам нужно знать?(Температуру сухого термометра и разность показаний сухого и влажного.)

– Вычисляем и находим столбец, соответствующий найденной разности. На пересечении выделенной строки и столбца находим значение относительной влажности.

5. Закрепление.

Учитель: Для тренировки определите значение относительной влажности для следующих показаний термометров.

оC

Овощная база
Tc = 18оC

Tвл = 25оC

Tвл = 10оC

hello_html_73830988.gif – ?

hello_html_73830988.gif – ?

Учащиеся выполняют измерения и получают ответ: 92% и 34 %. Дают пояснение, почему на текстильном предприятии влажность должна быть выше, чем на овощной базе.
Учащимся предлагается  проанализировать оптимальное значение влажности

Оптимальное значение относительной влажности

Для человека

50% – 75%

В библиотеке

55% – 60%

 На овощной базе

34% – 50%

 В зоне жилых и административных помещений

До 65%

6. Итог урока

Учитель: Вернёмся к вопросам, которые мы обсудили, и кратко ответим на них.

  • В чем причина появления влажности?

  • Как она себя проявляет?

  • Что такое влажность воздуха?

  • На что влияет влажность?

  • Зачем нам нужны знания о влажности?

  • Какие величины её характеризуют?

  • Как её можно определить?

Учитель объявляет и комментирует оценки за урок.

7. Домашнее задание

1. §15 учебника
2. Опорный конспект
3. Желающие ученики могут подготовить к следующему уроку  творческое задание: Найти и объяснить народные приметы, связанные с влажностью воздуха.

8. Рефлексия

  • Что нового узнали?

  • Что является важным?

  • Оцените степень своей самостоятельности на уроке?

  • Что было сложным?

Ребята, у вас на столах находятся картинки для определения эмоционального состояния после прошедшего урока. Поднимите карточку соответствующую вашему настроению и уровню понимания темы.

Благодарю всех за активную работу. До свидания.

Литература:

  1. Бойкова Л.А., Гребенкина Л.КПедагогическое мастерство и педагогические технологии. – М., 2000.

  2. 2. А.П. Перышкин. Физика, 8 класс М.: Дрофа, 2008.

Приложение № 1.

Схема, которую учитель заполняет по ходу урока.

hello_html_m5c27f9ca.gif

Приложение № 2.

Памятка. Как работать с психрометром.

Выдается каждому учащемуся.

– определить показания сухого термометра 
– определить показания влажного термометра
– произвести расчет разности показаний сухого и влажного термометров
– приложите линейку к показанию сухого термометра и найдите столбец,  соответствующей найденной разности
– на пересечении выделенной строки и столбца находим значение относительной влажности.

Влажность воздуха и ее измерение

Цели урока:

  • дать понятие о влажности воздуха.
  • показать практическое применение и важность данной физической величины.

Задачи урока:

  • Образовательные:
  • подготовить учащихся к восприятию нового материала по теме «Влажность воздуха и ее измерение»;
  • сформулировать и дать представление об относительной влажности воздуха;
  • продемонстрировать различные способы измерения влажности воздуха при помощи измерительных приборов – психрометра, гигрометра;
  • показать, как меняется относительная влажность воздуха с помощью датчиков – относительной влажности и температуры;
  • с помощью формулы научить определять относительную влажность воздуха.
  • Развивающие:
  • выработать умение и навыки при работе с приборами;
  • развивать познавательный интерес, наблюдательность, научить решать задачи по определению относительной влажности воздуха.
  • Воспитательные:
  • формировать положительный интерес к физике;
  • показать значение влажности воздуха в определенных условиях, способы применения в метеорологии
  • развивать авыки проведения физического эксперимента.

Тип урока – комбинированный.

Методы:

  • рассказ-беседа;
  • сообщение учащихся;
  • физический эксперимент;
  • практические упражнения.

Формулированные явления:

  • наблюдать;
  • выставлять проблему;
  • экспериментировать (проводить эксперимент) ;
  • анализировать;
  • применять, прогнозировать.

Оборудование: компьютер и мультимедийный проектор; психометрическая таблица; таблица зависимости давления и плотности насыщенного пара при различной температуре; изображение гигрометров и прибор психрометр; колба стеклянная, объемом 0,5 л, электрическая плитка, датчики относительной влажности и температуры, система сбора данных, программно-аппаратный комплекс AFS.

План урока:

  • Организационный. (1 мин.)
  • Актуализация знаний: опрос (5 мин.)
  • Изучение нового материала:
  • Организация восприятия учебного материала (работа с презентацией учащихся, заполнение опорного конспекта). Демонстрационные опыты. (20 мин.)
  • Закрепление, обработка умений. (10 мин.)
  • Подведение итогов. (8 мин.)
  • Задание на дом. (1 мин.)

ХОД УРОКА

1. Организационный

– Добрый день юноши и девушки. Для того,  чтобы затронуть тему нашего урока, нам необходимо ответить на ряд вопросов по теме «Насыщенный пар. Зависимость давления насыщенного пара от температуры». Затем мы посмотрим презентацию учеников вашего класса на тему нашего урока, из которой вы узнаете:

  • как влияет влажность воздуха на технологические процессы;
  • какими приборами можно измерить влажность воздуха;
  • как рассчитать относительную влажность воздуха (при этом необходимо вести конспект основных определений и формул).

Далее посмотрим демонстрационные опыты, с помощью которых можно увидеть, как меняется относительная влажность воздуха и температура. При этом будем использовать датчики относительной влажности и температуры. В конце урока проверим свои приобретенные знания и умения.

2. Опрос

а) Работа с таблицами зависимости давления и плотности насыщенного пора от температуры.

– При каком давлении вода будет кипеть при 19оС? (Ответ: 2,2 кПа).
– Давление водяного пара при 14оС было равно 1кПа. Был ли этот пар насыщенным? (Ответ: не был).
– Какова плотность насыщенного водяного пара при 100оС? (Ответ: 0,59 кг/м3).

б) Образующие белые клубы при выдохе на морозе иногда называют паром. Правильно ли это? (Ответ: нет, это туман – мельчайшие капельки воды).
– В каком состоянии вещества плотность повышается с повышением температуры и почему это происходит? (Ответ: в состоянии насыщенного пара).

3. Изучение нового материала

Предоставляется слово вашим ученикам. (Презентация). Некоторые выдержки из нее мы запишем. Итак:

а) Влияние влажности воздуха на процессы, протекающие на Земле, а именно:

  • на здоровье человека;
  • на с/х угодия;
  • на флору и фауну.

б) Влияние влажности воздуха на технологические процессы:

  • на сушку, хранение готовых изделий;
  • в книгохранилищах, музеях.

в) Что такое водяной пар в атмосфере.
г) Какими величинами характеризуется влажность воздуха, как можно рассчитать влажность воздуха.

– Далее приступим к экспериментальному определению влажности воздуха с помощью приборов.
Относительную влажность воздуха можно измерить с помощью ряда приборов. Это гигрометр и психрометр.

Психрометр. (Показ прибора с сопровождением опытами учащихся по определению влажности с двумя термометрами).
Гигрометр волосяной.
Гигрометр конденсационный. (Фрагмент видеокассеты. Определение точки росы – температуры при которой пар становится насыщенным).

– Переходим к демонстрационным опытам. В этих опытах используется оборудование экспериментальной установки:

  1. Система сбора данных, подключенная к компьютеру.
  2. Датчик относительной влажности:
  • Диапазон измерений:  0-95%;
  • Точность измерений: 1%.
  • Датчик температуры поверхности:
    • Диапазон измерений: от – 25 до 125оС ;
    • Точность измерений: ± 0,2оС при 0 оС; ± 0,5оС при 100оС.
  • Колба стеклянная объемом 0,5 л.
  • Электрическая плитка.
  • Методика выполнения эксперимента.

    Проведение измерений.

    Демонстрируем учащимся измерение влажности воздуха в классной комнате. Для этого держим датчик относительной влажности воздуха и датчик температуры в руке (не зажимая) – 1 мин.
    Измеряем температуру и влажность выдыхаемого вами воздуха. Для этого подносим датчики влажности и температуры ко рту и выполняем несколько вдохов и выдохов в течение 20 с. Измеряем температуру и влажность выдыхаемого вами воздуха.  Для этого подносим датчики относительной влажности и температуры ко рту и выполняем несколько выдохов в течение не менее 20 с.
    Помещаем датчик относительной влажности в колбу с водой, при этом датчик должен располагаться выше уровня воды в колбе. Демонстрируем учащимся увеличение относительной влажности воздуха в сосуде. Длительность проведения опыта 2-3 мин.
    Закрепляем датчики относительной влажности и температуры на штативе на расстоянии 40-50 см от поверхности электрической плитки. Включаем плитку и демонстрируем учащимся уменьшение относительной влажности воздуха с возрастанием температуры нагрева плитки. Длительность проведения опыта 3-5 мин.
    Результаты всех опытов фиксируются на графиках:

    По окончании проведения опытов, результаты исследований (относительная влажность воздуха в классной комнате) сравниваются с результатами, полученными с использованием прибора для измерения относительной влажности воздуха (психрометр).

    4. Закрепление

    – Что понимают под влажностью воздуха?
    – Что называют абсолютной влажностью воздуха? Какая формула выражает смысл этого понятия? В каких единицах ее выражают?
    – Что такое упругость водяного пара?
    – Что называют относительной влажностью воздуха? Какие формулы выражают смысл этого понятия в физике и метеорологии? В каких единицах ее выражают?
    – Относительная влажность воздуха 70%, что это значит?
    – Что называют точкой росы?
    – С помощью каких приборов определяют влажность воздуха?
    – Начертите рисунок, объясните устройство и принцип работы волосяного и конденсационного гигрометров и психрометра.

    Решение задач

    Используется психрометрическая таблица.

    1. Влажность воздуха равна 65%, а показание сухого термометра равно 10оС. Какую температуру показывает влажный термометр? (Ответ: tвл = 7оС).

    2. Температура сухого термометра равна 10оС, температура влажного термометра –8оС. Определите относительную влажность воздуха. (Ответ: 76%).

    5. Подведение итогов

    Учащиеся обобщают и систематизируют полученные знания по теме.
    Анализируя опыты, приходят к решению, что с помощью датчиков можно более точно определить относительную влажность воздуха в тех помещениях, где необходимо поддерживать определенные условия. Например, библиотеки, музеи растения и многое другое.

    6. Задание на дом: П. 74, задачи на с. 191 (5,6).

    Список литературы:

    1. Аствацатуров, Г.О. Дизайн мультимедийного урока: методика, технологические приемы, фрагменты уроков. – Волгоград: Учитель, 2009. –133с. – ISBN 978-5-7057-2029-3.– 5000экз.
    2. Волков В.А. Универсальные поурочные разработки по физике 10 класс.–М.: ВАКО, 2014.–400 с. – (В помощь школьному учителю).
    3. Физика. 10 класс: поурочные планы по учебнику Г.Я. Мякишева, Б.Б.Буховцева, Н.Н. Сотского «Физика. 10 класс»/ авт.- сост. Г.В. Маркина, С.В. Боброва.– Волгоград: Учитель, 2006.– 302 с.
    4. http://festival.1september.ru/articles/591254/Прозаровская Любовь Александровна, учитель физики
    5. Ханжина Елена Вячеславовна, кандидат пед. наук, доцент кафедры теоретической физики, теории и методики обучения физике.
    6. Описание экспериментальной установки.

    Что такое влажность? Как измеряется влажность?

    Что такое влажность?

    Легко определить влажность — это просто количество водяного пара, содержащегося в воздухе. Водяной пар — это газообразное состояние воды. По мере повышения температуры воздуха может удерживаться больше водяного пара, поскольку движение молекул при более высоких температурах предотвращает конденсацию.

    Существует три основных измерения влажности: относительная, абсолютная и удельная.

    Абсолютная влажность (единицы — граммы водяного пара на кубический метр объема воздуха) — это мера фактического количества водяного пара в воздухе, независимо от температуры воздуха. Чем больше количество водяного пара, тем выше абсолютная влажность. Например, максимум около 30 граммов водяного пара может существовать в кубическом объеме воздуха с температурой в середине 80-х.

    Относительная влажность , выраженная в процентах, является мерой количества водяного пара, удерживаемого воздухом, по сравнению с количеством, которое он может удерживать при определенной температуре.В теплом воздухе может содержаться больше водяного пара (влаги), чем в холодном, поэтому при том же количестве абсолютной / удельной влажности воздух будет иметь более высокую относительную влажность. Относительная влажность 50% означает, что воздух в этот день (определенная температура) содержит 50% воды, необходимой для насыщения воздуха. Насыщенный воздух имеет относительную влажность 100%.

    Относительная влажность воздушно-водяной смеси также определяется как отношение парциального давления водяного пара в смеси к давлению насыщенного пара воды при данной температуре (см. Что такое давление пара). Таким образом, относительная влажность воздуха зависит как от содержания воды, так и от температуры.

    Удельная влажность относится к весу водяного пара, содержащегося в единице веса (количества) воздуха (выражается в граммах водяного пара на килограмм воздуха). Абсолютная и удельная влажность по сути схожи.

    Что такое точка росы?

    Точка росы — это температура, при которой воздух насыщается водой и начинается конденсация.Чем выше точка росы, тем больше влаги в воздухе.

    Какая связь между точкой росы и относительной влажностью?

    По сравнению с относительной влажностью, точка росы часто упоминается как более точный способ измерения влажности и комфорта воздуха, поскольку это абсолютное измерение (в отличие от относительной влажности).

    Относительная влажность составляет 100 процентов, когда точка росы и температура совпадают.Если температура упадет еще больше, произойдет конденсация и начнется образование жидкой воды.

    Если относительная влажность составляет 100 процентов (т.е. температура точки росы и фактическая температура воздуха совпадают), это не обязательно означает, что будут выпадать осадки. Это просто означает, что максимальное количество влаги находится в воздухе при определенной температуре воздуха. Насыщение может привести к появлению тумана на земле и облаков вверху (которые состоят из крошечных капель воды, взвешенных в воздухе).

    В то время как точка росы дает быстрое представление о содержании влаги в воздухе, относительная влажность — нет, так как влажность зависит от температуры воздуха. Другими словами, относительную влажность нельзя определить, зная только точку росы, необходимо также знать фактическую температуру воздуха.

    Относительная влажность — это также приблизительно отношение фактического давления пара к давлению насыщения.

    RH = (Фактическое давление пара) / (Давление насыщенного пара) X 100%

    Где фактическое давление пара является мерой количества водяного пара в объеме воздуха и увеличивается с увеличением количества водяного пара.

    Давление насыщенного пара — это максимальное значение VP, которое может существовать при любой заданной температуре.

    Воздух с относительной влажностью (RH) 100% содержит водяной пар, VP которого является его SVP при данной температуре. Это соответствует воздуху, который находится в равновесии с жидкой водой. RH — это отношение VP / SVP, выраженное в процентах. «Сухой» воздух будет содержать водяной пар с VP, которая меньше SVP при данной температуре.

    Как измеряется влажность?

    Устройство для измерения относительной влажности называется гигрометром.Самый простой гигрометр — строп-психрометр — состоит из двух установленных вместе термометров с ручкой, закрепленной на цепочке. Один градусник обычный. Другой имеет тканевый фитиль над колбой и называется термометром с мокрым термометром.

    Как психрометр измеряет относительную влажность?

    К психрометру, также называемому психрометром, прикреплены два термометра. Один из них является сухим (его часто называют термометром с сухим термометром) и измеряет фактическую температуру воздуха.Другой, называемый термометром с влажным термометром, имеет на кончике влажную ткань. Когда молекулы воды испаряются с поверхности влажного термометра, они забирают тепло, снижая показания термометра. Скорость испарения зависит от давления пара или количества водяного пара в воздухе. При относительной влажности 100% вода не будет испаряться из влажного термометра, и показания обоих термометров будут одинаковыми. Сравнение двух температур в таблице даст относительную влажность.

    Sper Scientific Sling Psychrometer для измерения влажности — верхняя часть — влажный термометр — нижняя часть — сухой термометр

    Для таблицы относительной влажности,% — Разница между показаниями влажных и сухих ламп

    См .: ОПРЕДЕЛЕНИЕ ОТНОСИТЕЛЬНОЙ ВЛАЖНОСТИ ПРИ ПОМОЩИ ПСИХРОМЕТРА

    .Отношение влажности воздуха

    Отношение влажности влажного воздуха можно выразить через

    • массу водяного пара во влажном воздухе — к массе сухого воздуха или через
    • парциальное давление пара в воздух — к парциальному давлению сухого воздуха

    Отношение влажности по массе

    Отношение влажности по массе может быть выражено как

    • отношение реальной массы водяного пара, присутствующего во влажном воздухе, к массе сухого воздух

    Коэффициент влажности обычно выражается в килограммах (или фунтах) водяного пара на килограмм (или фунт) сухого воздуха.

    Коэффициент влажности, выраженный массой:

    x = m w / m a (1)

    где

    x = соотношение влажности (кг вода / кг dry_air , фунтов воды / фунт dry_air )

    м w = масса водяного пара (кг, фунт)

    м a = масса сухого воздуха (кг, фунт)

    Соотношение влажности по парциальному давлению пара

    На основании закона идеального газа соотношение влажности может быть выражено как

    x = 0.62198 p w / (p a — p w ) (2)

    где

    p w = парциальное давление водяного пара во влажном воздухе (Па, фунт / кв. Дюйм)

    p a = атмосферное давление влажного воздуха (Па, фунт / кв. Дюйм)

    Максимальное количество водяного пара в воздухе достигается, когда p w = p ws давление насыщения воды пар при фактической температуре.(2) можно изменить на:

    x s = 0,62198 p ws / (p a — p ws ) (3)

    где

    x s = максимальный коэффициент насыщения и влажности воздуха (кг воды / кг воздуха , фунт воды / фунт dry_air )

    p ws = давление насыщения водяного пара

    Давление водяного пара мала по отношению к атмосферному давлению, а соотношение между отношением влажности и давлением насыщения почти линейно.

    Примечание! — будьте осторожны с этими уравнениями при более высоких температурах — как указано в разделе «Температура и влагоудерживающая способность воздуха».

    Максимальная удельная влажность при некоторых обычных температурах:

    Температура
    ( o C )
    Водяной пар
    Давление насыщения
    ( Па )
    Максимальное насыщение
    Отношение влажности воздуха 900 x —
    ( кг w / кг a )
    0 609.9 0.003767
    5 870 0.005387
    10 1225 0.007612
    15 1701 1701 15 1701
    25 3130 0,019826
    30 4234 0,027125

    Moisture content vs. temperature in air diagram

    Обратите внимание на , что давление насыщения и максимальное давление водяного пара резко возрастают с температура.Это важно для производительности процессов сушки.

    Пример — коэффициент влажности влажного воздуха

    Коэффициент влажности насыщенного влажного воздуха при 20 o C с парциальным давлением водяного пара 2333 Па при атмосферном давлении 101325 Па ( 1013 мбар, 760 мм рт. ) можно рассчитать как:

    x = 0. 62198 (2333 Па) / ((101325 Па) — (2333 Па))

    = 0.0147 (кг / кг)

    = 14,7 (г / кг)

    .

    Влажность воздуха, измеренная по температуре сухого и влажного термометра

    Влажность воздуха можно оценить, измерив

    • температуры по сухому термометру и
    • температуры по влажному термометру

    Humidity measurement - dry wet bulbe temperature meeter

    Температура сухого термометра T дБ — можно измерить простым термометром, как показано выше.

    Температура влажного термометра T wb — может быть измерена с помощью стандартного термометра с влажной тканью, хлопчатобумажной или аналогичной, вокруг лампы.Обратите внимание, что постоянный поток воздуха вокруг термометра важен для испарения воды с влажной одежды и достижения правильной температуры по влажному термометру.

    Достаточное движение воздуха может быть достигнуто с помощью термометра на стропе или аналогичного устройства.

    Относительную влажность можно оценить по таблицам ниже или, альтернативно, с помощью психрометрии или диаграммы Молье.

    Пример — Состояние воздуха на диаграмме Молье

    Если температура воздуха по сухому термометру составляет 19 o C , а температура термометра составляет 12 o C — тогда состояние воздуха может быть визуализируется на диаграмме Молье, как показано ниже.

    • относительная влажность составляет примерно 42%
    • коэффициент влажности примерно 0,0057 кг h3o / кг dry_air

    Mollier diagram - state of air based on dry bulb and web bulb temperature

    Относительная влажность — температура в градусах Цельсия

    Таблица ниже может быть используется для оценки относительной влажности воздуха, если известны температуры по сухому и влажному термометру.

    9 0075
    Относительная влажность — RH (%)
    T дБ T wb
    ( o C )
    Температура сухого термометра — T дБ ( o C )
    15 18 20 22 25 27 30 33
    1 90 91 91 92 92 92 93 93
    2 80 82 83 84 85 87125

    4 85
    900
    3 71 73 75 76 77 78 79 80
    4 62 65 67 68 70 71 73 74
    5 53 57 65 67 69
    6 44 49 52 54 57 59 61 63
    7 36 42125 7 36 42125 47 51 53 55 58
    8 28 34 38 41 45 47 900 21 27 31 34 39 41 45 48 9 0125
    10 13 20 25 28 33 36 40 43

    Relative moisture - dry and wet bulb temperature diagram - degrees Celsius

    Пример 9 Относительная температура воздуха при относительной влажности составляет 18 o C , а температура термобаллона составляет 12 o C — тогда разница между ними составляет 6 o C .Используя приведенную выше таблицу

    • , относительная влажность составляет приблизительно 49%

    Пример — Состояние воздуха на психрометрической диаграмме

    Состояние воздуха с температурой по сухому термометру 75 o F и по влажному термометру температура 62,5 o F можно визуализировать на психрометрической диаграмме, как показано ниже.

    • относительная влажность составляет примерно 50%
    • коэффициент влажности составляет примерно 65 зерен h3o / фунт dry_air

    Psychrometric chart - dry and wet bulb temperatures

    Относительная влажность — температура по Фаренгейту

    Таблица ниже может быть используется для оценки относительной влажности воздуха, если известны температуры по сухому и влажному термометру.

    9 0075
    Относительная влажность — RH (% )
    T дБ T wb
    ( o F )
    Температура сухого термобаллона — T дБ ( o F )
    60 64 68 72 76 80 84 88
    1 94 94 95 95 95 96 96 96 96
    2 90 90 90 91 91

    4 92

    4 92
    900
    3 84 85 85 86 87 88 88 89
    4 78 80 81 82 83 84 84 85
    5 73 75125 76 80 80 81
    6 68 70 72 73 75 76 77 78
    7
    7 69 71 72 73 74
    8 58 61 63 65 67 68 900 71 900 54 57 59 61 63 65 66 68 9 0125
    10 49 52 55 57 59 61 63 64

    Dry and wet bulb temperature diagram - degrees Fahrenhei

    .

    Влажность | атмосфера | Britannica

    Влажность , количество водяного пара в воздухе. Это наиболее изменчивая характеристика атмосферы и главный фактор климата и погоды. Далее следует краткое описание влажности. Для полной обработки, см. климат: атмосферная влажность и осадки.

    Средние значения относительной влажности в июле: континентальные Соединенные Штаты Средние значения относительной влажности в июле для континентальных Соединенных Штатов. Британская энциклопедия, Inc.

    Подробнее по этой теме

    биосфера: влажность

    Большинство наземных организмов должны поддерживать содержание воды в довольно узких пределах. Вода обычно попадает в воздух из-за испарения …

    Водяной пар в атмосфере является важным фактором погоды по нескольким причинам. Он регулирует температуру воздуха, поглощая тепловое излучение как от Солнца, так и от Земли.Более того, чем выше содержание пара в атмосфере, тем больше скрытой энергии доступно для генерации штормов. Кроме того, водяной пар является основным источником всех форм конденсации и осадков.

    Водяной пар попадает в атмосферу главным образом в результате испарения воды с поверхности Земли, как с суши, так и с моря. Содержание водяного пара в атмосфере меняется от места к месту и время от времени, потому что влагоемкость воздуха определяется температурой.Например, при 30 ° C (86 ° F) объем воздуха может содержать до 4 процентов водяного пара. Однако при -40 ° C (-40 ° F) он может удерживать не более 0,2 процента.

    Когда объем воздуха при заданной температуре содержит максимальное количество водяного пара, считается, что воздух насыщен. Относительная влажность — это содержание водяного пара в воздухе по отношению к его содержанию при насыщении. Насыщенный воздух, например, имеет относительную влажность 100 процентов, а около Земли относительная влажность очень редко опускается ниже 30 процентов.Ненасыщенный воздух может стать насыщенным тремя способами: испарением воды в воздух; смешиванием двух масс воздуха разной температуры, изначально ненасыщенных, но насыщенных в виде смеси; или, чаще всего, путем охлаждения воздуха, что снижает его способность удерживать влагу в виде водяного пара, иногда до такой степени, что удерживаемого водяного пара достаточно для насыщения. Это атмосферное охлаждение может быть вызвано несколькими способами, например, за счет прихода более холодной воздушной массы или за счет движения воздушной массы вверх по склону горы.Если охлаждение продолжается после точки насыщения и при наличии достаточного количества ядер конденсации в воздухе, вокруг которых могут образовываться крошечные облака или капельки тумана, избыточная влага будет конденсироваться из воздуха в виде облаков или капель тумана или различных форм осадков при поверхность Земли. Однако процесс конденсации высвобождает скрытое тепло, которое может помочь облаку расти вверх, нагревая влажный воздух, заставляя его подниматься, или, наоборот, может испарять облака, когда нагретый воздух опускается ниже точки насыщения и может для поглощения большего количества водяного пара.Однако когда образуются облака, они блокируют часть солнечной радиации и, таким образом, в конечном итоге охлаждают воздух.

    Britannica Premium: удовлетворение растущих потребностей искателей знаний. Получите 30% подписки сегодня. Подпишись сейчас

    Необходимо соблюдать осторожность, чтобы различать относительную влажность воздуха и его влажность или плотность, известную как абсолютная влажность. Воздушные массы над тропическими пустынями, такими как Сахара и мексиканские пустыни, содержат огромное количество влаги в виде невидимого водяного пара.Однако из-за высоких температур относительная влажность очень низкая. И наоборот, воздух в очень высоких широтах из-за низких температур часто бывает насыщенным, даже если абсолютное количество влаги в воздухе невелико.

    .

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *