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

17704. ОСНОВИ КОНСТИТУЦІЙНОГО ПРАВА УКРАЇНИ 554 KB
  ОСНОВИ КОНСТИТУЦІЙНОГО ПРАВА УКРАЇНИ 1. Поняття предмет і джерела конституційного права України Етимологія слова конституція походить від лат. constitutio устрій установлення. Але ще у Стародавній Греції Арістотелем було сформоване уявлення про конституці...
17705. ОСНОВИ АДМІНІСТРАТИВНОГО ПРАВА УКРАЇНИ 544 KB
  ОСНОВИ АДМІНІСТРАТИВНОГО ПРАВА УКРАЇНИ 1. Управління як об’єкт адміністративного права Адміністративне право об’єктивно взаємопов’язане з таким соціальним явищем як управління. Сам термін від лат. аdministratio управління став універсальним засобом для хар...
17706. ОСНОВИ ФІНАНСОВОГО ПРАВА УКРАЇНИ 354 KB
  ОСНОВИ ФІНАНСОВОГО ПРАВА УКРАЇНИ 1. Фінансове право України: поняття предмет правового регулювання та система Самостійність та особливість фінансового права як галузі права зумовлена наявністю предмета та методу правового регулювання. Фінансове право Ук
17707. ОСНОВИ БАНКІВСЬКОГО ПРАВА УКРАЇНИ 354.5 KB
  ОСНОВИ БАНКІВСЬКОГО ПРАВА УКРАЇНИ 1. Банківське право України: поняття та предмет правового регулювання Банківське право як і кожна інша галузь права має притаманний лише їй предмет і метод. Предметом банківського права є банківська діяльність. Що розумієт...
17708. ОСНОВИ ЦИВІЛЬНОГО ПРАВА УКРАЇНИ 881.5 KB
  ОСНОВИ ЦИВІЛЬНОГО ПРАВА УКРАЇНИ 1. Цивільне право України: поняття предмет правового регулювання та система. Цивільне законодавство Цивільне право це одна з провідних галузей національного права України яка регулює певну групу правових відносин за уча...
17709. ОСНОВИ СІМЕЙНОГО ПРАВА УКРАЇНИ 225.5 KB
  ОСНОВИ СІМЕЙНОГО ПРАВА УКРАЇНИ 1. Поняття сімейного права його принципи та джерела. Сімейне законодавство України Серед різноманітних суспільних відносин урегульованих правом виокремлюють сферу досить складних людських стосунків які засновані на родинн
17710. ОСНОВИ ГОСПОДАРСЬКОГО ПРАВА УКРАЇНИ 466 KB
  ОСНОВИ ГОСПОДАРСЬКОГО ПРАВА УКРАЇНИ 1. Поняття предмет та методи правового регулювання господарського права Господарське право це сукупність правових норм що регулюють суспільні відносини у сфері організації та здійснення господарської діяльності між ...
17711. ОСНОВИ ТРУДОВОГО ПРАВА УКРАЇНИ 485.5 KB
  ОСНОВИ ТРУДОВОГО ПРАВА УКРАЇНИ 1. Поняття предмет принципи та функції трудового права Протягом усього життя людина не може обійтися без використання результатів праці. Отже процес праці існує майже стільки скільки існує людство. Тількино дитина народилася
17712. ОСНОВИ ПРАВА СОЦІАЛЬНОГО ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ 276 KB
  ОСНОВИ ПРАВА СОЦІАЛЬНОГО ЗАБЕЗПЕЧЕННЯ 1. Поняття предмет і джерела права соціального забезпечення Право на соціальне забезпечення одне з природжених прав людини яке визнане світовим співтовариством і одержало закріплення в міжнародноправових актах