Как найти относительную влажность через плотность

Содержание:

Влажность воздуха:

В ежедневных сводках погоды наряду со значениями температуры воздуха и атмосферного давления, как правило, называют значение относительной влажности воздуха. Почему влажность воздуха влияет на жизнедеятельность человека?

Влажность воздуха

Воздух, содержащий водяной пар, называют влажным воздухом. Основными количественными характеристиками такого воздуха являются его абсолютная и относительная влажности.

Абсолютная влажность

Обычно абсолютную влажность выражают в граммах на кубический метр 

Поскольку атмосферный воздух представляет собой смесь различных газов (азот, кислород, углекислый газ и др.) и водяного пара, то атмосферное давление определяется суммой парциальных давлений компонентов сухого воздуха и водяного пара. Используя уравнение Клапейрона—Менделеева, плотность пара можно определить через его парциальное давление

где — молярная масса воды; Т — температура воздуха.

Зная только плотность пара, нельзя судить о степени влажности воздуха. Ведь при одном и том же значении плотности пар может быть как близок к насыщению, так и далёк от него. Оказывается, чем ниже температура, тем ближе пар к насыщению. А ведь именно от этого зависит интенсивность испарения воды п потеря влаги живыми организмами. Вот почему вводят вторую характеристику влажности воздуха — относительную влажность, которая показывает, насколько водяной пар при данной температуре далёк от насыщения.

Относительная влажность  воздуха — физическая величина, равная отношению абсолютной влажности к плотности насыщенного водяного пара при данной температуре.

Обычно относительную влажность выражают в процентах:

Чем ниже относительная влажность воздуха, тем интенсивнее испаряется вода. При относительной влажности воздуха водяной пар становится насыщенным и оказывается в динамическом равновесии со своей жидкостью. В этом случае процессы испарения и конденсации идут с одинаковой скоростью.

Поскольку плотность пара и его парциальное давление связаны соотношением (10.1), то относительную влажность можно определить как отношение парциального давления водяного пара, находящегося в воздухе при данной температуре, к давлению насыщенного пара при той же температуре:

Таким образом, относительная влажность зависит не только от абсолютной влажности, но и от температуры воздуха.

Значения давления и плотности насыщенного водяного пара при различных температурах приведены в таблице 1.

Таблица 1 — Давление и плотность насыщенного водяного пара

Когда парциальное давление водяного пара в воздухе равно давлению насыщенного пара при той же температуре, говорят, что воздух насыщен водяными парами. Если же плотность водяного пара превышает плотность насыщенного пара, то пар в воздухе считают пересыщенным. Такое состояние является неустойчивым и заканчивается конденсацией.

Давление насыщенного пара уменьшается при понижении температуры (см. табл. 1). Из формулы (10.3) следует, что при одном и том же давлении водяного пара относительная влажность тем выше, чем ниже температура, и при некотором её значении может стать равной 100 %.

Температуру, при которой водяной пар в результате изобарного охлаждения становится насыщенным, называют точкой росы.

При понижении температуры ниже точки росы происходит конденсация водяного пара. Например, днём температура воздуха была а плотность водяного пара Ночью температура понизилась до При этой температуре плотность насыщенного водяного пара Значит, избыток пара сконденсировался и выпал в виде росы. Этот процесс является причиной образования тумана (в воздухе всегда есть пылинки, которые являются центрами конденсации), облаков и дождя. В технике конденсация обычно осуществляется на охлаждаемых поверхностях.

Если относительная влажность меньше 100 %, то точка росы всегда ниже температуры воздуха и тем ниже, чем меньше относительная влажность.

Приборы для измерения влажности

Относительную влажность воздуха обычно измеряют психрометром, состоящим из двух термометров — сухого и влажного (рис. 61). Сухой термометр показывает температуру воздуха.

Резервуар влажного термометра обёрнут тканью, смачиваемой водой. Вода с ткани испаряется, охлаждая при этом термометр. Чем меньше относительная влажность воздуха, тем интенсивнее испаряется вода и тем сильнее охлаждается влажный термометр. И наоборот — при большой относительной влажности воздуха влажный термометр охлаждается незначительно.

При 100 %-ной относительной влажности вода и её пар находятся в динамическом равновесии и показания обоих термометров совпадают.

Живые организмы и растения весьма восприимчивы к относительной влажности воздуха. При температуре 20—25 °С наиболее благоприятная для человека относительная влажность составляет 40—60 %.

При высокой влажности, особенно в жаркий день, испарение влаги с поверхности кожи затрудняется, что приводит к нарушению важнейших биологических механизмов регулирования температуры тела.

При низкой влажности происходит интенсивное испарение с поверхности тела и высыхание слизистой оболочки носа, гортани, лёгких, что приводит к ухудшению самочувствия. При низкой влажности в воздухе дольше сохраняются патогенные микроорганизмы, что также небезопасно для человека. В случае низкой влажности воздуха интенсивность испарения с листьев увеличивается, и при малом запасе влаги в почве они быстро вянут и засыхают.

Влажность воздуха необходимо учитывать и в различных технологических процессах, таких, например, как сушка и хранение готовых изделий. Стальные изделия при высокой влажности быстро ржавеют. Сохранение произведений искусства и книг также требует поддержания влажности воздуха на необходимом уровне. Большое значение имеет влажность в метеорологии для предсказания погоды. Если воздух у поверхности Земли охлаждается ниже точки росы, то могут образовываться туман, роса или иней.

Пример решения задачи

Температура воздуха в комнате а его относительная влажность  На улице температура и относительная влажность воздуха соответственно. Каким будет направление движения водяных паров, если открыть форточку: с улицы в комнату пли из комнаты на улицу?

Решение. При температуре воздуха давление насыщенных паров а при температуре (см. таблицу 1 § 10). Тогда давление водяного пара в комнате

а на улице

следовательно, пар выходит из комнаты на улицу.

Ответ: пар выходит из комнаты на улицу.

Пример №2

Вечером при температуре относительная влажность воздуха Выпадет ли роса, если ночью температура понизится до

Решение. Для того чтобы узнать, выпадет ли роса при понижении температуры воздуха до необходимо сравнить плотность (давление) насыщенного пара при этой температуре с плотностью (парциальным давлением) пара при температуре

При температуре плотность насыщенного водяного пара

(см. таблицу 1 $10). Плотность водяного пара, содержащегося в воздухе при температуре можно определить, воспользовавшись формулой

где (см. таблицу 1 §10):

Поскольку то имеющегося в воздухе количества водяного пара недостаточно для насыщения, роса не выпадет.

Ответ: роса не выпадет.

Влажность воздуха и точка росы

Влажный воздух — это воздух, в составе которого имеется водяной пар. Основными количественными характеристиками такого воздуха являются абсолютная и относительная влажность.

Абсолютная влажность — это физическая величина, равная плотности водяного пара в воздухе в данных условиях.

Абсолютную влажность (плотность водяного пара в воздухе) можно выразить через парциальное давление водяного пара на основании уравнения Менделеева-Клапейрона:

Где — плотность водяного пара в воздухе — абсолютная влажность,  — молярная масса воды,  — температура воздуха,  — парциальное давление пара,  — универсальная газовая постоянная. Обычно абсолютная влажность измеряется в 

Однако невозможно определить, в каком состоянии находится пар, насколько он отличается от насыщенного состояния, зная только плотность и парциальное давление водяного пара при данных условиях. Поэтому была введена вторая характеристика степени увлажнения воздуха — относительная влажность.

Относительная влажность — это физическая величина, равная отношению абсолютной влажности воздуха при данной температуре к плотности насыщенного водяного пара при той же температуре. Относительная влажность выражается в процентах:

Где — плотность насыщенного водяного пара в воздухе,  — относительная влажность воздуха.

Ссылаясь на связь плотности водяного пара в воздухе с его парциальным давлением, из равенства (6.33) относительную влажность можно выразить через давление:

Относительная влажность равна отношению парциального давления водяного пара в воздухе при данной температуре к давлению насыщенного водяного пара при той же температуре:

Таким образом, относительная влажность определяется не только абсолютной влажностью, но и температурой воздуха. Относительная влажность воздуха измеряется с помощью психрометра и гигрометра.

Если парциальное давление водяного пара в воздухе при данной температуре будет равно давлению насыщенного пара при той же температуре, то состояние водяного пара в воздухе будет насыщенным. Если плотность водяного пара в воздухе при данной температуре больше плотности насыщенного водяного пара при той же температуре, то в этом случае говорят, что водяной пар в воздухе находится в перенасыщенном состоянии. Такое состояние приводит к конденсации пара.

Температура, при которой в результате изобарного охлаждения водяной пар в воздухе превращается в насыщенный, называется точкой росы. При падении температуры воздуха ниже точки росы происходит конденсация водяного пара. Например, предположим, что температура воздуха днем а плотность водяного пара в воздухе составляет Ночью же температура воздуха плотность насыщенного водяного пара при этой же температуре  Значит, излишки пара конденсируются, то есть выпадает роса. Этот процесс является причиной возникновения тумана, облаков и дождей.

Определение влажности воздуха

Известно, что человек примерно на 70 % состоит из воды, при этом не все догадываются, что в жизни человека значительную роль играет уровень влажности атмосферы. однако мы интуитивно чувствуем, что обычно влажный воздух полезен для здоровья, поэтому стремимся отдыхать на берегу моря, реки, озера. Выясним, от каких факторов зависит влажность воздуха и как ее можно изменить.

Что такое влажность воздуха

Воздух всегда содержит некоторое количество водяного пара. Содержание водяного пара в воздухе характеризуется абсолютной и относительной влажностью. Абсолютная влажность — физическая величина, которая характеризует содержание водяного пара в воздухе и численно равна массе водяного пара, содержащегося в 1 м3 воздуха:

Единица абсолютной влажности в СИ — килограмм на метр кубический:

Обычно абсолютную влажность приводят в г/м3. В экваториальных широтах она может достигать 30 г/м3, к полюсам Земли снижается до 0,1 г/м3.

Таблица 1

Давление и плотность насыщенного водяного пара

0	0,61	4,8
2	0,71	5,6
4	0,81	6,4
6	0,93	7,3
8	1,07	8,3
10	1,23	9,4
12	1,40	10,7
14	1,60	12,1
16	1,81	13,6
18	2,07	15,4
20	2,33	17,3
22	2,64	19,4
24	2,99	21,8
26	3,36	24,4
28	3,79	27,2
30	4,24 30,3	30,3

Относительная влажность ϕ — физическая величина, которая показывает, насколько водяной пар близок к насыщению, и равна выраженному в процентах отношению абсолютной влажности к плотности насыщенного водяного пара при данной температуре:

Плотность насыщенного водяного пара () при данной температуре — величина постоянная, поэтому ее заносят в таблицы (табл. 1) или представляют в виде графиков (рис. 32.1). Обратите внимание на два момента.

1. По температуре и относительной влажности легко определить абсолютную влажность и массу водяного пара в воздухе: Например, измерения показали, что в комнате объемом 180 м3 при температуре 22 °С = 50 %. В табл. 1 находим: (22 °C) , =19 4 г/м3. Тогда:
2. Плотность водяного пара прямо пропорциональна его парциальному давлению и концентрации молекул пара , поэтому относительную влажность воздуха можно найти из соотношений:

Точка росы

Анализ графика на рис. 32.1, а показывает, что относительную влажность можно увеличить, увеличив абсолютную влажность, то есть увеличив массу водяного пара в воздухе. Если на кухне долго кипятить воду, то относительная влажность может достигнуть 100 % (точка С графика), а кафель покроется влагой. Относительная влажность также увеличится, если уменьшить температуру воздуха (рис. 32.1, б). При температуре (в точке В) пар становится насыщенным (относительная влажность достигает 100 %). В дальнейшем даже незначительное уменьшение температуры приведет к тому, что избыточный водяной пар будет конденсироваться и выпадать в виде росы или тумана. Так под утро, когда температура воздуха резко уменьшается, на траве выпадает роса, а над поверхностью водоемов появляется туман.

Температуру, при которой водяной пар, содержащийся в воздухе, становится насыщенным, называют точкой росы .

Рис. 32.1. Графики зависимости — плотности насыщенного водяного пара от температуры; — абсолютная влажность

Зная точку росы, можно определить абсолютную и относительную влажности. Например, температура в комнате 24 °С, а стенки сосуда с водой покрываются влагой при температуре воды 16 °С, то есть при этой температуре пар становится насыщенным (t=). Это означает, что (см. табл. 1). Поскольку .

Как измерить влажность воздуха

Приборы для прямого измерения влажности воздуха называют гигрометрами. Наиболее часто употребляемые виды гигрометров — волосяной (волосной) и психрометрический. Принцип действия волосяного гигрометра (рис. 32.2) базируется на свойстве обезжиренного волоса увеличивать свою длину с увеличением влажности воздуха. Зимой волосяной гигрометр является основным прибором для измерения влажности воздуха вне помещений. Чаще всего используют гигрометр психрометрический — психрометр.

Его действие основано на двух фактах: 1) скорость испарения жидкости тем выше, чем ниже относительная влажность воздуха; 2) жидкость при испарении охлаждается. Психрометр состоит из двух термометров — сухого измеряющего температуру окружающей среды, и влажного — его колба обернута тканью, конец которой опущен в сосуд с водой (рис. 32.3). Вода из ткани испаряется, и влажный термометр показывает более низкую температуру, чем сухой. Чем ниже относительная влажность, тем быстрее испаряется жидкость и тем больше разница показаний сухого и влажного термометров. Относительную влажность определяют с помощью психрометрической таблицы (табл. 2). Например, сухой термометр показывает 15 °С, а влажный 10 °С; разность температур ∆ =t 5 C° . Из табл. 2 видим, что ϕ = 52 %.

Таблица 2

Психрометрическая таблица

Почему нужно следить за влажностью воздуха

Человек чувствует себя хорошо при относительной влажности 50– 65 %. Для его здоровья вредны как чрезмерно сухой, так и очень влажный воздух. Избыточная влажность способствует размножению различных болезнетворных грибков. В сухом воздухе человек быстро утомляется, у него першит в горле, пересыхают губы, становится сухой кожа и т. п.

Если воздух слишком сухой, то пыль, не связанная влагой, летает по всему помещению, и это особенно опасно для людей, страдающих аллергией. Недостаточная влажность приводит к гибели чувствительных к уровню влажности домашних растений; трещины на предметах из дерева, расстроенные музыкальные инструменты — тоже результат недостаточной влажности воздуха. Влажность воздуха важно учитывать в ткацком, кондитерском и других производствах; при хранении книг и картин; в лечении многих болезней и т. д.

Выводы:

Физические величины, характеризующие влажность воздуха

Абсолютная влажность — плотность водяного пара, содержащегося в воздухе:

Относительная влажность равна выраженному в процентах отношению абсолютной влажности к плотности насыщенного водяного пара при данной температуре:

• Приборы для измерения влажности называют гигрометрами.
• Температуру, при которой относительная влажность воздуха достигает 100 %, то есть водяной пар в воздухе становится насыщенным, называют точкой росы.

В ежедневных сводках погоды наряду со значениями температуры воздуха и атмосферного давления, как правило, называют значение относительной влажности воздуха. Почему влажность воздуха влияет на жизнедеятельность человека?

Влажность воздуха. Воздух, содержащий водяной пар, называют влажным воздухом. Основными количественными характеристиками такого воздуха являются его абсолютная и относительная влажности.

Абсолютная влажность ρ_п воздуха — физическая величина, равная плотности водяного пара, находящегося в воздухе при данных условиях.

Обычно абсолютную влажность выражают в граммах на кубический метр .

Поскольку атмосферный воздух представляет собой смесь различных газов (азот, кислород, углекислый газ и др.) и водяного пара, то атмосферное давление определяется суммой парциальных давлений компонентов сухого воздуха и водяного пара. Используя уравнение Клапейрона–Менделеева, плотность пара можно определить через его парциальное давление :

,

(10.1)

где  — молярная масса воды;  — температура воздуха.

Зная только плотность  пара, нельзя судить о степени влажности воздуха. Ведь при одном и том же значении плотности пар может быть как близок к насыщению, так и далёк от него. Оказывается, чем ниже температура, тем ближе пар к насыщению. А ведь именно от этого зависит интенсивность испарения воды и потеря влаги живыми организмами. Вот почему вводят вторую характеристику влажности воздуха — относительную влажность, которая показывает, насколько водяной пар при данной температуре далёк от насыщения.

Относительная влажность φ воздуха — физическая величина, равная отношению абсолютной влажности ρ_п к плотности ρ_н насыщенного водяного пара при данной температуре.

Обычно относительную влажность выражают в процентах:

 

(10.2)

Чем ниже относительная влажность воздуха, тем интенсивнее испаряется вода. При относительной влажности воздуха  водяной пар становится насыщенным и оказывается в динамическом равновесии со своей жидкостью. В этом случае процессы испарения и конденсации идут с одинаковой скоростью.

Поскольку плотность пара и его парциальное давление связаны соотношением (10.1), то относительную влажность можно определить как отношение парциального давления  водяного пара, находящегося в воздухе при данной температуре, к давлению  насыщенного пара при той же температуре:

 

(10.3)

Таким образом, относительная влажность зависит не только от абсолютной влажности, но и от температуры воздуха.

От теории к практике

Докажите, что относительная влажность воздуха резко уменьшается при возрастании температуры.

Подсказка. Воспользуйтесь формулами  и .

Значения давления  и плотности  насыщенного водяного пара при различных температурах приведены в таблице 1.

Таблица 1 — Давление и плотность насыщенного водяного пара

–20	0,103	0,85	8	1,06	8,3
–18	0,125	1,05	10	1,228	9,4
–16	0,151	1,27	12	1,402	10,7
–14	0,181	1,51	14	1,598	12,1
–12	0,217	1,80	16	1,817	13,6
–10	0,260	2,14	18	2,063	15,4
–8	0,337	2,54	20	2,338	17,3
–6	0,368	2,99	22	2,643	19,4
–4	0,437	3,51	24	2,984	21,8
–2	0,517	4,13	26	3,361	24,4
0	0,611	4,84	28	3,780	27,2
2	0,705	5,60	30	4,242	30,3
4	0,813	6,40	40	7,37	51,2
6	0,934	7,3	50	12,3	83,0

От теории к практике

1. Водяной пар, содержащийся в воздухе, становится насыщенным при значении температуры t₁ = 6,0 °С. Какой будет его относительная влажность, если температура воздуха поднимется до t₂ = 10 °С; t₃ = 16 °С; t₄ = 24 °С; t₅ = 30 °С; t₆ = 50 °С? Сделайте вывод, как изменяется относительная влажность воздуха при увеличении температуры.

2. Как правило, мы чувствуем себя комфортно, когда парциальное давление водяного пара при комнатной температуре (t = 20 °С) составляет примерно р_п = 1,1 кПа. Какова при этом относительная влажность воздуха?

Когда парциальное давление водяного пара в воздухе равно давлению насыщенного пара при той же температуре, говорят, что воздух насыщен водяными парами. Если же плотность водяного пара превышает плотность насыщенного пара, то пар в воздухе считают пересыщенным. Такое состояние является неустойчивым и заканчивается конденсацией.

От теории к практике

Температура воздуха . Используя таблицу «Давление и плотность насыщенного водяного пара», укажите, каким будет водяной пар, находящийся в воздухе (насыщенным, ненасыщенным, пересыщенным), если его: а) давление достигло значения ; б) плотность .

Давление насыщенного пара уменьшается при понижении температуры (см. табл. 1). Из формулы (10.3) следует, что при одном и том же давлении  водяного пара относительная влажность тем выше, чем ниже температура, и при некотором её значении может стать равной 100 %.

Температуру, при которой водяной пар в результате изобарного охлаждения становится насыщенным, называют точкой росы.

При понижении температуры ниже точки росы происходит конденсация водяного пара. Например, днём температура воздуха была , а плотность водяного пара . Ночью температура понизилась до . При этой температуре плотность насыщенного водяного пара . Значит, избыток пара сконденсировался и выпал в виде росы. Этот процесс является причиной образования тумана (в воздухе всегда есть пылинки, которые являются центрами конденсации), облаков и дождя. В технике конденсация обычно осуществляется на охлаждаемых поверхностях.

Если относительная влажность меньше 100 %, то точка росы всегда ниже температуры воздуха и тем ниже, чем меньше относительная влажность.

От теории к практике

Какой должна быть точка росы, чтобы на деревьях появился иней?

Влажность воздуха

У воздуха есть множество характеристик, от которых зависит его качество и влияние на человека. Одной из них является влажность воздуха. Мировой океан занимает более 70 процентов от всей поверхности Земли. При этом она постоянно испаряется и именно из-за этого испарения появляется такое понятие, как влажность воздуха.

Под влажностью подразумевается количество водокольцевого пара в воздухе. От его количества зависит будет ли воздух достаточно увлажненным или же наоборот сухим. Переизбыток влаги так же, как и недостаток может негативно влиять не только на живые организмы, но и на имущество человека. Поэтому для сохранения своего здоровья, а также сохранности имущества необходимо учитывать эту характеристику воздуха. Для этого используют прибор для определения влажности воздуха. А для улучшения ситуации можно использовать разнообразные способы, которые помогут восстановить нормальные показатели воздуха в помещении.

Влажность воздуха бывает:

• Абсолютной;
• Относительной.

Здоровье и самочувствие человека очень сильно зависит от воздуха, которым он дышит. Так сухой воздух является очень вредным для слизистых оболочек. Очень важно следить за тем, какой воздух мы вдыхаем, ведь он является основой правильного функционирования организма. И для того, чтобы иметь наиболее точное представление о его качестве лучше всего обратиться к специалистам, имеющим большой опыт в исследования воздуха. В лаборатории «ЭкоТестЭкспресс» проводят различные исследования, в том числе определяют и какая влажность воздуха в вашем доме. Полезным будет провести не только исследование влажности, но и химический анализ воздуха, который более подробно скажет вам о составе того, чем вы дышите.

Как найти влажность воздуха формула

Этот показатель важен для правильного функционирования организма человека. Также влажность является одной из главных климатических характеристик. От температуры зависит количество водяного пара и это приводит к разным значениям влажности. Даже по внешним признакам можно определить отклонения в этом показателе. Если в доме быстро засыхают растения и появляются трещины в деревянных изделиях, то воздух сухой. Наличие плесени и плесневелого запаха наоборот сообщает о превышении норм.

Так выделяется относительная и абсолютная влажность воздуха. Относительная влажность воздуха – это процентное отношение давления водяного пара к давлению насыщенного пара. Абсолютная же – это отношение массы водяного пара к объему воздуха. Она может зависеть от многих факторов. Сюда относится как температурный режим, так и перенос влаги.

Измерения можно проводить при помощи специальных устройств. Психрометр Августа является эффективным измерителем для воздуха в помещениях, так как он дает точные результаты при отсутствии ветра. Для того, чтобы провести замеры на улице лучше всего подходит психрометр Ассмана. Он обладает большей устойчивостью к внешним факторам и поэтому на улице даст более точные результаты. На производстве используют дистанционный прибор, передающий показания на дальние дистанции. Поэтому можно выбрать наиболее подходящий способ для измерения этого показателя. Следить за этим показателем необходимо еще и потому, что некоторые материалы могут использоваться только при определенных значениях. И поэтому любые отклонения способны вызвать их непригодность для дальнейшего использования.

Абсолютная влажность воздуха формула

Для того, чтобы определить абсолютную влажность необходимо использовать специальную формулу и приборы. Для замеров необходимо использовать герметичный сосуд, ртутный термометр, психрометр и таблицу, в которой показана зависимость насыщенного водяного пара от температуры.

В самом начале следует провести отбор проб в герметичную тару и охладить ее до появления конденсата на стенках емкости. После этого можно приступать к замеру температуры. После того, как показания будут сняты необходимо при помощи таблицы определить плотность насыщения пара. И этот показатель будет абсолютной влажностью воздуха.

Еще можно использовать ртутный термометр. Для этого необходимо обмотать его тканью и снять с него показания температуры. Тут также влажность будет определяться по таблице, но погрешности будут выше чем в первом способе. Зная температуру можно выяснить относительную влажность, найдя ее в таблице, а имея эти сведения можно по формуле произвести расчеты. Но наиболее эффективным способом провести измерения будет доверить их специалистам. Эксперты лаборатории «ЭкоТестЭкспресс» проводят различные измерения, а также комплексное исследование, которое поможет сохранить свое здоровье от влияния различных вредных факторов. Чем больше внимания вы уделите безопасности собственного дома или офиса, тем лучше это будет для здоровья. Так исследование радиации может выявить нарушения, которые могут оказаться губительными для организма человека.

Относительная влажность воздуха формула через температуру

Массовая доля пара зависит от температуры и поэтому чем выше температура, тем выше давление паров. Таким образом при понижении температуры пар перенасыщается и кристаллизуется или же образуется туман. Таблица относительной влажности помогает определить влажность зная температуру и не проводя сложные расчеты или измерения.

Определение влажности воздуха является необходимым по многим причинам. Это важный экологический показатель, который может очень сильно влиять на самочувствие человека в течение дня. В зависимости от этого показателя у человека может наблюдаться повышенная утомляемость, проблемы с концентрацией, памятью и с восприятием окружающей среды. А уже такое состояние организма способно стать причиной многих других отклонений, развивающихся на фоне постоянной усталости и стресса.

Вещи и продукты, которые находятся в офисе или квартире также подвержены влиянию влажности воздуха. Поэтому лучше всего контролировать этот показатель, чтобы избежать порчи имущества. У продуктов и вещей есть свои нормы хранения и использования и нарушение влажности воздуха может повлечь за собой различные разрушительные процессы. Так повышенные показатели очень часто становятся причиной появления плесени. Грибок может быть, как в продуктах питания, так и на стенах, одежде, растениях и в любых других теплых и влажных местах. Если же своевременно выявить нарушение, то можно избежать появления плесени и дальнейших разрушений.

Согласно общепринятым нормам влажность воздуха должна быть в пределах 45-65 процентов. Этот показатель является комфортным как для человека, так и для вещей и техники. Это приблизительное значение и тут могут быть свои особенности. Так для мебели и музыкальных инструментов лучше всего держать влажность в пределах 40-65 процентов. Особое внимание следует уделять влажности в библиотеках и музеях, где могут храниться старые предметы, книги и картины. Эти вещи особо чувствительны к влажности и поэтому влажность не должна превышать 40-60 процентов.

Какая формула описывает относительную влажность воздуха

Этот показатель представляет собой величину, которая показывает насколько пар далек от насыщения. Насыщенным можно считать тот пар, который находится в равновесии с жидкостью.

Определение относительной влажности воздуха происходит по формуле φ = ρ / ρ0 • 100%. Где φ — это относительная влажность, ρ — плотность водяного пара, а ρ0 плотность насыщенного пара. И при увеличении водяного пара в воздухе будет увеличиваться и влажность воздуха. Это приведет к тому, что пар будет более насыщен. Температура, при которой пар становится максимально насыщенным, называется точка росы.

Определение влажности воздуха при помощи психрометра

Психрометр представляет собой прибор, который состоит из двух термометров. Один из них обтянут батистом, а свободный конец находится в резервуаре с дистиллированной водой. Второй же термометр остается сухим. Таким образом когда вода испаряется в термометре будут показатели ниже, нежели у термометра, где нет воды. Зная эти показатели можно узнать относительную и абсолютную влажность, а также выявить дефицит. Принцип основан на том, что при испарении жидкость влияет на температуру поверхностей, находящихся рядом.

В наиболее простых приборах используют спиртовые или ртутные термометры. Можно выделить три типа психрометров:

• Психрометр Августа;
• Психрометр Ассмана;
• Дистанционный психрометр.

Психрометр Августа является стационарным прибором, который представляет собой корпус с двумя термометрами, батистовой тканью и резервуаром с водой. Чаще всего именно его используют для самостоятельных измерений дома. При измерениях следует избегать сквозняков, так как передвижение воздуха влияет на точность измерений.

Психрометр Ассмана — это аспирационный психрометр. Он сложнее по устройству, нежели стационарный прибор, но при этом дает более точные результаты. Термометры находятся в корпусе и обдуваются воздухом за счет вентилятора. Поэтому результаты не зависят от внешних условий, которые могут исказить показания. Такой прибор подходит для измерений на улице и в местах со сквозняками.

Дистанционный прибор используется на производстве, так как позволяет проводить измерения на больших расстояниях. Он может быть электрическим и манометрическим. Наиболее распространенным является электрический вариант, который работает по принципу классических приборов, но имеет ряд усовершенствований.

А для того, чтобы точно определить влажность в квартире вы можете обратиться к специалистам лаборатории «ЭкоТестЭкспресс». Важно вовремя выявить проблему и определить пути ее исправления. Наши эксперты всегда проконсультируют вас по итогам проверки и подскажут как лучше всего устранить нарушения. Таким образом можно избежать как вреда для самочувствия, так и порчи имущества. Необходимо внимательно относиться к месту, где вы живете и проводить там экологические исследования, которые помогут обезопасить ваш дом. Так исследование материалов на этапе строительства, ремонта или покупки новой мебели или отделочных материалов сможет сказать, насколько они безопасны и пригодны для использования. 

4

ВЛАЖНОСТЬ
ВОЗДУХА. ТОЧКА РОСЫ.

ПРИБОРЫ
ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЛАЖНОСТИ ВОЗДУХА.

1.Атмосфера.

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

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

Воздух, содержащий
водяной пар, называется влажным.

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

2.Абсолютная
влажность.

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

или

, где

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

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

3.Относительная
влажность.

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

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

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

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

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

, где

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

Относительную
влажность можно определить и через
парциальное давление пара

, где

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

4.Точка росы.

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

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

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

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

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

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

5.Приборы для
определения влажности.

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

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

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

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