3835

Определение влажности воздуха

Лабораторная работа

Физика

Определение влажности воздуха Приборы и принадлежности: Психрометр, барометр, пипетка и сосуд с водой. Теория работы и описание прибора Такие явления, как быстрота испарения, высыхание различных веществ, тканей, увядание растений, состояние организм...

Русский

2012-11-08

98.5 KB

112 чел.

Определение влажности воздуха

Приборы и принадлежности:

Психрометр, барометр, пипетка и сосуд с водой.

Теория работы и описание прибора

Такие явления, как быстрота испарения, высыхание различных веществ, тканей, увядание растений, состояние организма человека, и т.д. зависят от степени насыщения воздуха водяным паром.

Атмосферный воздух всегда содержит пары, образующиеся при испарении воды с водоемов, с растительного покрова и при дыхании. Поэтому в атмосфере имеется смесь сухого воздуха и водяных паров. К этой смеси применим закон Дальтона: «давление смеси газов (или паров) равно сумме парциальных давлений, т.е. давлений каждого газа в отдельности». Следовательно, атмосферное давление есть сумма парциальных давлений сухого воздуха и находящегося в нем водяного пара.

Давление водяного пара, находящегося в воздухе при данной температуре, определяется количеством водяного пара в килограммах, содержащегося в 1 м3 воздуха, и называется абсолютной влажностью или упругостью водяного пара.

Абсолютная влажность выражается обычно в миллиметрах ртутного столба. В системе СИ давление выражается в паскалях

Воздух может насыщаться водяными парами не беспредельно. Давление водяного пара будет максимальным при полном насыщении им воздуха. Дальнейшее увеличение концентрации водяного пара в воздухе при данной температуре приводит к концентрации паров и выпадении их в виде капель жидкости.

Относительной влажностью воздуха называется отношение абсолютной влажности к тому давлению паров, которые насыщали бы воздух при данной температуре,  то есть к максимальной влажности при данной температуре.

Относительная влажность выражается в процентах

 (1)

где а — абсолютная влажность,

— максимально возможная влажность воздуха при данной температуре или давление насыщенного водяного пара при данной температуре.

Давление насыщенного водяного пара зависит от температуры. Эта зависимость тщательно изучена (табл. 2).

Непосредственно измерить можно только атмосферное давление, т.е. суммарное давление сухого воздуха и пара. Парциальное же давление водяного пара можно определить только косвенным путём. Одно и то же количество водяных паров в зависимости от температуры может либо насыщать воздух, либо не насыщать. Понижая температуру воздуха, можно довести его до состояния насыщения водяным паром.

Температура, при которой водяные пары, находящиеся в воздухе, становятся насыщенными, называется точкой росы.

Абсолютная влажность определяется гигрометром или психрометром. На практике для определения абсолютной влажности чаще применяют психрометр. Он состоит из двух термометров и  закрепленных в специальном держателе. Шарик термометра  обёрнут марлей, смачиваемой водой. Часовой механизм М, заводящийся при помощи ключа К, вращает маленький вентилятор, помещённый в верхней части прибора, и создаёт равномерно восходящий поток воздуха по каналам  и  мимо шариков термометра к вентилятору (рис. 1). Сухой  термометр, соприкасающийся с воздухом окружающей среды, имеет температуру этой среды. Влажный термометр вследствие испарения воды с поверхности марли будет охлаждаться и его температура будет ниже температуры .

Рисунок 1

Охлаждение влажного термометра и понижение его температуры прекращается. Когда приток тепла Q из окружающей среды за промежуток времени будет равен расходу тепла. Идущего на испарение воды с поверхности марли за тот же промежуток времени.

Количество теплоты Q, передающего протекающим воздухом шарику влажного термометра. Можно определить по формуле

 (2)

где - коэффициент теплопередачи. Зависящей от рода поверхности тела и окружающей среды;

- разность температур сухого и влажного термометров;

S – площадь поверхности испарения.

Количество теплоты Q. Необходимое для испарения. Пропорционально скорости испарения V и времени

 (3)

где  - коэффициент пропорциональности.

Скорость испарения может быть найдена по формуле

 (4)

где  - коэффициент зависящий от скорости протекающего воздуха;

P – атмосферное давление;

- давление насыщенных паров при температуре испаряющейся жидкости;

а – абсолютная влажность воздуха.

Подставив значения  из (4) в (3), получим:

 (5)

Если температура влажного термометра не изменяется, то количество теплоты Q, притекающее из воздуха, равно количеству теплоты , идущего на испарение . Тогда, приравнивая правые части уравнений (2) и (5), получим

 

откуда, произведя соответствующие преобразования, получим

 

отсюда

 

В этой формуле величины  зависят только от прибора (скорости работы вентилятора, смачивающей жидкости и поверхности марли).

Обозначая  формулу абсолютной влажности можем записать так:

 (6)

где А – постоянная психрометра.

Порядок выполнения работы

  1.  Ключом К заводят часовой механизм, и после того, как температуры на термометрах и  установятся (достигнут наименьших значений) отсчитывают температуры  и .
  2.  Из таблицы 2 берут значения  для температуры  и  для температуры .
  3.  Результаты измерений и вычислений заносят в таблицу 1. Величину давления Р находят по барометру.
  4.  По формуле (6) определяют абсолютную влажность а.
  5.  По формуле (1) определяют относительную влажность f.
  6.  Опыт повторяют не менее трёх раз.

Таблица 1.

№ опыта

а

f

Ед. изм.

град.

Па

град.

Па

Па

%

1

2

3

Указания к работе

  1.  Постоянная данного прибора А указана на приборе.
  2.  В случае если на приборе величина А не указана, принять А=0,001град-1
  3.  1 мм рт. ст.= 133 Па
  4.  Физическая атмосфера 1 атм=760 мм рт. ст. = 101,3 кПа

Техническая атмосфера: 1ат=98,1 кПа

Контрольные вопросы

  1.  Что называется абсолютной влажностью воздуха?
  2.  Что называется абсолютной влажностью воздуха?
  3.  Что называется точкой росы?
  4.  Вывести формулу для определения абсолютной влажности воздуха.
  5.  Сформулировать закон Дальтона.
  6.  Из каких парциальных давлений слагается атмосферное давление?
  7.  Единицы давления.
  8.  Какая разница между физической и технической атмосферой?

Таблица 2

Давление насыщенных паров  и  в мм рт. ст.

С

,

мм рт. ст.

С

,

мм рт. ст.

С

,

мм рт. ст.

10,0

9,1

17,0

14,4

24,0

22,2

10,5

9,5

17,5

14,7

24,5

22,8

11,0

9,8

18,0

14,9

25,0

25,0

11,5

10,1

18,5

15,6

25,5

25,5

12,0

10,4

19,0

16,3

26,0

26,0

12,5

10,8

19,5

16,8

26,5

26,5

13,0

11,1

20,0

17,4

27,0

27,0

13,5

11,5

20,5

17,9

27,5

27,7

14,0

11,9

21,0

18,5

28,0

28,0

14,5

12,3

21,5

19,0

28,5

28,5

15,0

12,7

22,0

19,6

29,0

29,0

15,5

13,1

22,5

20,2

29,5

29,5

16,0

13,5

23,0

20,9

30,0

30,0

16,5

14,0

23,5

21,5

30,5

30,5


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

364. Экономический расчет работы предприятия 473.5 KB
  Расчет численности младшего обслуживающего персонала. Определение средней тарифной ставки по видам воздействий. Расчет сдельного расценка за 1 автомобиле-день работы автомобиля. Затраты на расходные материалы и запасные части для ремонтной.
365. Основы программирования 110 KB
  Описание процесса компиляции и запуска программы. Программа для вычислений над матрицами. Microsoft Visual Studio Express. Стандартная библиотека шаблонов (STL). Создание динамического класса для работы с матрицами.
366. Создание транспортной сети SDH в городе Темиртау. 517.5 KB
  Разработка схемы включения станций в проектируемую сеть SDH города Темиртау. Выбор топологии включения станций проектируемой сети. Возможность интеграции с каналами PDH. Развитие магистральных телекоммуникаций казахстанских операторов связи.
367. Трансформация образа трикстера в современной культуре 843 KB
  Основные характеристики трикстера как мифологического персонажа в архаической традиции. Исходная парадигма образа героя-трикстера: этиологические мифы. Трикстериада и ее взаимоотношения с институтом шаманизма и волшебной сказкой.
368. Смарт-карты известных мировых производителей 139.5 KB
  Основные сведения о смарт-картах. Чтение/запись смарт-карты через параллельный порт. Основные управляющие команды карты. Назначение областей данных. Принципиальная схема источника питания.
369. Решение вопросов теории вероятности на уроках математики 583 KB
  Выделить основные цели и задачи изучения теории вероятностей в курсе школьной математики. Изучение и анализ научной учебно-методической литературы, программ по математике для общеобразовательных учреждений. Наблюдение за деятельностью учащихся, ее анализ.
370. Проектирование усилителя низкой частоты 354.5 KB
  Расчет режима работы транзистора по постоянному и переменному току. Расчет КПД каскада для максимального входного сигнала. Расчет коэффициента гармонических искажений. Расчет элементов цепи смещения.
371. Управление производственной деятельностью станций технического обслуживания 380.5 KB
  Расчет производственной программы по количеству ТО и ТР автомобилей. Выбор метода технологического процесса на объекте проецирования. Выбор режима работы объекта и график работы автомобиля на линии. Выбор метода организации производства ТО и ТР на предприятии.
372. Раздел совместно нажитого имущества супругов 81 KB
  Раздел общего имущества по соглашению сторон. Определение долей при разделе общего имущества супругов. Имущество не подлежащее разделу. Общая собственность на имущество. Судебные дела по принудительному обмену.