72702

Определение относительной и абсолютной влажности воздуха

Лабораторная работа

Физика

Насыщенный пар. В закрытом сосуде жидкость и ее пар могут находиться в состоянии динамического равновесия, когда число молекул, вылетающих из жидкости, равно числу молекул, возвращающихся в жидкость из пара, т. е. когда скорости процессов испарения и конденсации одинаковы.

Русский

2014-11-27

277 KB

9 чел.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1

Определение относительной и абсолютной  влажности воздуха

Цель работы:       научиться пользоваться психрометром Августа (гигрометром

                               психрометрическим) и определять относительную влажность воздуха

                               в  аудитории.

Оборудование:    гигрометр психрометрический, таблицы.

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

Насыщенный пар. В закрытом сосуде жидкость и ее пар могут находиться в состоянии динамического равновесия, когда число молекул, вылетающих из жидкости, равно числу молекул, возвращающихся в жидкость из пара, т. е. когда скорости процессов испарения и конденсации одинаковы. Пар, находящийся в равновесии со своей жидкостью, называют насыщенным. Плотность   насыщенного пара ρ0  ( а значит и давление р0)  зависит только от его температуры и не зависит от объема. Эта зависимость отображена в Приложении 2.

Точка росы. Если влажный воздух охлаждать, то при некоторой температуре пар, находящийся в воздухе можно довести до насыщения. При дальнейшем охлаждении водяной пар начинает конденсироваться в виде росы. Появляется туман, выпадает роса.

Температуру, при которой пар, находящийся в воздухе, становится насыщенным в процессе охлаждения, называют точкой росы.

Абсолютная влажность.Воздух может быть сухой и влажный в зависимости от количества паров, находящихся при данной температуре в атмосфере.  

Абсолютная влажность ρ показывает сколько граммов водяного пара содержится в воздухе объёмом 1 м3 при данных условиях, т.е. плотность водяного пара, измеряемого в г/м3 (в системе СИ: кг/м3).

Отностительная влажность.Для суждения о степени влажности важно знать, близок или далёк водяной пар, находящийся в воздухе, от состояния насыщения. Для этого вводят понятие относительной влажности.

Относительная влажность воздуха φ равна отношению абсолютной влажности воздуха ρ  к плотности ρ0  насыщенного водяного пара при той же температуре:

       (1)

Аналогично определяют относительную влажность воздуха через парциальное   давление водяного пара. Относительная влажность воздуха φ равна отношению парциального давления водяного пара р при данной температуре к давлению насыщенного пара р0 при этой же температуре:

  (2)

Относительная влажность  выражается в процентах.

Из формулы (1), зная отностительную влажность φ несложно найти величину абсолютной влажности:

      (3).

Аналогично можно найти парциальное давление водяного пара при данной температуре из формулы (2):

       (4).

Измерение влажности.Для измерения влажности воздуха используют измерительные приборы - гигрометры. Существуют несколько видов гигрометров, но основные: волосяной и психрометрический. 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, пропитанным водой. Его называют влажным. Второй термометр показывает не температуру воздуха, а температуру влажного фитиля (отсюда и название).  Этот термотметр будет показывать меньшую температуру, поскольку с волокон ткани происходит испарение молекул воды, а этот процесс сопровождается поглощением теплоты, что и приводит к охлаждению ткани и колбы влажного термомтера.  Определив разность показаний сухого и увлажненного термометров , по специальной  психрометрической таблице (Приложение 1), расположенной на психрометре, находят

                                           значение    относительной влажности.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1

Определение относительной и абсолютной  влажности воздуха

ХОД РАБОТЫ

  1.  Изучите устройство психрометра и принцип его действия.
  2.  Снимите показания сухого и смоченного термометров и определить разность их показаний.
  3.  Пользуясь психрометрической таблицей (Приложение 1), определите относительную влажность воздуха φ .
  4.  По формуле (3) найдите абсолютную влажность воздуха ρ. При этом значение ρ0 определите,  воспользовавшись таблицей плотности насыщенного пара (Приложение 2).
  5.  По формуле (4) найдите парциальное давление пара р при данной температуре воздуха. Значение р0 определите также,  воспользовавшись таблицей плотности насыщенного пара (Приложение 2).
  6.  Результаты измерений занести в таблицу:

tсух

tвл

Δt

φ

ρ0

ρ

р0

р

°C

%

10-3кг/м3

10-3Па

1

3

-3.5

6.5

18

5.95

0.757

2

11

7

4

57

10.02

1.312

3

22

19.5

2.5

79

19.44

2.642

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ:

  1.  Какой пар называется насыщенным? Что такое динамическое равновесие; точка росы?
  2.  Почему показания смоченного термометра меньше, чем сухого?
  3.  Как, зная точку росы, можно определить парциальное давление?
  4.  Какое давление называется парциальным? Сформулируйте закон Дальтона.

РЕШИТЕ ЗАДАЧИ:

  1.  Относительная влажность воздуха 78%. Каковы возможные показания сухого и влажного термометров психрометра Августа?

  1.  Показания обоих термометров психрометра Августа одинаковы. Какова относительная влажность воздуха? Дайте письменное объяснение.

  1.  Температура воздуха 14°С. Точка росы 9°С. Как вы это понимаете? Рассчитайте относительную влажность воздуха.

                               Пиложение 1.   Психрометрическая таблица

tсух, °С

Разность показаний сухого и влажного термометров: Δt = tсухtвл, °С

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

4,0

4,5

5,0

5,5

6,0

6,5

7,0

7,5

8,0

Относительная влажность воздуха, %

1

100

90

81

73

64

57

50

43

36

31

26

20

16

11

7

3

2

100

90

82

74

66

59

52

45

39

33

29

23

19

16

11

7

3

100

90

83

75

67

61

54

47

42

35

31

26

23

18

14

10

4

100

90

83

76

69

63

56

49

44

39

34

29

26

21

17

13

10

5

100

91

84

77

70

64

57

51

46

41

36

32

28

24

20

16

14

6

100

91

85

78

71

65

59

54

48

43

39

34

30

27

23

19

17

7

100

92

85

78

72

66

61

56

50

45

41

35

33

29

26

22

19

8

100

92

86

79

73

67

62

57

52

47

43

39

35

31

28

25

22

9

100

92

86

80

74

68

63

58

54

49

45

41

37

33

30

27

25

10

100

93

86

81

75

70

65

60

55

51

47

43

39

35

32

29

27

11

100

94

87

82

76

71

66

61

57

53

48

45

41

38

34

31

28

12

100

94

88

82

77

72

67

62

58

55

50

47

43

40

36

33

30

13

100

94

88

82

78

73

68

63

59

56

52

48

44

42

38

35

32

14

100

94

88

83

78

73

69

64

61

57

53

50

46

43

40

37

34

15

100

94

89

83

79

74

70

66

62

58

54

51

47

45

41

39

36

16

100

94

89

84

80

75

71

67

63

59

55

52

49

46

43

41

37

17

100

95

90

84

80

75

72

67

64

60

57

53

50

48

44

42

39

18

100

95

90

84

81

76

73

68

65

61

58

54

52

49

46

44

40

19

100

95

90

85

81

76

74

69

66

62

59

56

53

50

47

45

42

20

100

95

91

85

82

77

74

70

66

63

60

57

54

51

48

46

43

21

100

95

91

86

82

78

75

71

67

64

61

58

55

53

49

47

44

22

100

95

91

86

83

79

75

71

68

65

62

59

56

54

51

49

46

23

100

95

91

87

83

79

76

72

69

65

63

60

57

55

52

50

47

24

100

96

91

87

83

80

76

72

69

66

63

61

58

56

53

51

48

25

100

96

92

88

84

80

77

73

70

67

64

62

59

56

53

52

49

Приложение 2. Плотность и давление насыщенного пара воды.

Температура воздуха

t, °C

Плотность нас. пара

ρ0, кг/м3

Давление нас. пара

р0, Па

-5

3,25·10-3  

0,401·103  

-4

3,53·10-3  

0,437·103  

-3

3,83·10-3  

0,463·103  

-2

4,14·10-3  

0,517·103  

-1

4,49·10-3  

0,563·103  

0

4,85·10-3  

0,611·103  

1

5,20·10-3  

0,656·103  

2

5,57·10-3  

0,705·103  

3

5,95·10-3  

0,757·103  

4

6,37·10-3  

0,813·103  

5

6,80·10-3  

0,872·103  

6

7,27·10-3  

0,935·103  

7

7,79·10-3  

1,005·103  

8

8,28·10-3  

1,072·103  

9

8,83·10-3  

1,148·103  

10

9,41·10-3  

1,227·103  

11

10,02·10-3  

1,312·103  

12

10,67·10-3  

1,401·103  

13

11,36·10-3  

1,497·103  

14

12,08·10-3  

1,597·103  

15

12,84·10-3  

1,704·103  

16

13,65·10-3  

1,817·103  

17

14,50·10-3  

1,937·103  

18

15,39·10-3  

2,062·103  

19

16,32·10-3  

2,196·103  

20

17,32·10-3  

2,337·103  

21

18,35·10-3  

2,486·103  

22

19,44·10-3  

2,642·103  

23

20,60·10-3  

2,809·103  

24

21,81·10-3  

2,984·103  

25

23,07·10-3  

3,168·103  

26

24,40·10-3  

3,361·103  

27

25,79·10-3  

3,565·103  

28

27,26·10-3  

3,780·103  

 


.

РАБОЧИЙ ЛИСТ

Ф.И.О:____________________________      группа__________      дата ___________

Вариант № ____

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1

Определение относительной и абсолютной  влажности воздуха

Цель работы:       научиться пользоваться психрометром Августа  и определять

                               относительную влажность воздуха в аудитории.

Оборудование:    гигрометр психрометрический, таблицы.

Расчетные формулы:        (3)                  (4)

                            

tсух

tвл

Δt

φ

ρ0

ρ

р0

р

°C

%

10-3кг/м3

10-3Па

1

3

-3.5

6.5

18

5.95

1.071

0.757

0.136

2

11

7

4

57

10.02

5.711

1.312

0.748

3

22

19.5

2.5

79

19.44

15.358

2.642

2.087

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ:

  1.  Какой пар называется насыщенным? Что такое динамическое равновесие; точка росы?
  2.  Почему показания смоченного термометра меньше, чем сухого?
  3.  Как, зная точку росы, можно определить парциальное давление?
  4.  Какое давление называется парциальным? Сформулируйте закон Дальтона.

РЕШИТЕ ЗАДАЧИ:

  1.  Относительная влажность воздуха 78%. Каковы возможные показания сухого и влажного термометров психрометра Августа?

  1.  Показания обоих термометров психрометра Августа одинаковы. Какова относительная влажность воздуха? Дайте письменное объяснение.

  1.  Температура воздуха 14°С. Точка росы 9°С. Как вы это понимаете? Рассчитайте относительную влажность воздуха.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1

Определение относительной и абсолютной  влажности воздуха

tсух

tвл

Δt

φ

ρ0

ρ

р0

р

°C

%

кг/м3

Па

1

2

3

4

5

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1

Определение относительной и абсолютной  влажности воздуха

tсух

tвл

Δt

φ

ρ0

ρ

р0

р

°C

%

кг/м3

Па

1

2

3

4

5

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1

Определение относительной и абсолютной  влажности воздуха

tсух

tвл

Δt

φ

ρ0

ρ

р0

р

°C

%

кг/м3

Па

1

3

-3.5

2

20

7

3

22

19.5

4

5

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1

Определение относительной и абсолютной  влажности воздуха

tсух

tвл

Δt

φ

ρ0

ρ

р0

р

°C

%

кг/м3

Па

1

2

3

4

5

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1

Определение относительной и абсолютной  влажности воздуха

tсух

tвл

Δt

φ

ρ0

ρ

р0

р

°C

%

кг/м3

Па

1

2

3

4

5

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА № 1

Определение относительной и абсолютной  влажности воздуха

tсух

tвл

Δt

φ

ρ0

ρ

р0

р

°C

%

кг/м3

Па

1

2

3

4

5

ВАРИАНТ 1

  1.  tсух = 4°C        tвл = -1,5 °C
  2.  tсух = 15 °C        tвл = 10°C
  3.  tсух = 22 °C        tвл = 18,5 °C

ВАРИАНТ 2

  1.  tсух = 5°C        tвл = -1,5 °C
  2.  tсух = 12°C        tвл = 8,5°C
  3.  tсух =  23°C      tвл = 16,5°C

ВАРИАНТ 3

tсух = 2°C        tвл = -4,5 °C

tсух = 8 °C       tвл = 7,5°C

tсух = 19°C      tвл = 15°C

ВАРИАНТ 4

  1.  tсух =4 °C        tвл = -3,5 °C
  2.  tсух = 10 °C        tвл = 5,5°C
  3.  tсух = 21 °C        tвл = 19,5°C

ВАРИАНТ 5

  1.  tсух =2 °C        tвл =  -1,5°C
  2.  tсух =  9°C        tвл = 6°C
  3.  tсух = 19 °C        tвл = 16 °C

ВАРИАНТ 6

  1.  tсух = 3°C        tвл = -2 °C
  2.  tсух =  11°C     tвл = 10°C
  3.  tсух =  23°C     tвл = 15,5°C

ВАРИАНТ 7

  1.  tсух = 2°C        tвл =  -5,5°C
  2.  tсух =  12°C        tвл = 10°C
  3.  tсух =  24°C        tвл = 21,5°C

ВАРИАНТ 8

  1.  tсух = 8°C        tвл =  0°C
  2.  tсух = 15 °C        tвл = 12,5°C
  3.  tсух =  20°C        tвл = 13°C

ВАРИАНТ 9

  1.  tсух = 6°C        tвл =  1°C
  2.  tсух =  12°C        tвл = 5,5°C
  3.  tсух =  25°C        tвл = 19,5°C

ВАРИАНТ 10

  1.  tсух = 6°C        tвл =  -2°C
  2.  tсух =  14°C        tвл = 6,5°C
  3.  tсух = 25 °C        tвл = 24°C

ВАРИАНТ 11

  1.  tсух = 5°C        tвл =  -2°C
  2.  tсух =  16°C        tвл = 15,5°C
  3.  tсух = 25 °C        tвл = 21,5°C

ВАРИАНТ 12

  1.  tсух = 5°C        tвл =  -1,5°C
  2.  tсух =  18°C        tвл = 12,5°C
  3.  tсух =  23°C        tвл = 21°C

ВАРИАНТ 13

  1.  tсух = 4°C        tвл =  -2°C
  2.  tсух =  12°C        tвл = 7°C
  3.  tсух =  23°C        tвл = 18,5°C

ВАРИАНТ 14

  1.  tсух = 3°C        tвл = -4°C
  2.  tсух =  15°C        tвл = 9°C
  3.  tсух =  20°C        tвл = 18,5°C

ВАРИАНТ 15

  1.  tсух = 6°C        tвл =  -1,5°C
  2.  tсух =  11°C        tвл = 5°C
  3.  tсух =  24°C        tвл = 23,5°C

ВАРИАНТ 16

  1.  tсух = 4°C        tвл =  -4°C
  2.  tсух =  15°C        tвл = 11°C
  3.  tсух =  25°C        tвл = 21,5°C

ВАРИАНТ 17

  1.  tсух = 2°C        tвл =  -5°C
  2.  tсух =  17°C        tвл = 14°C
  3.  tсух =  23°C        tвл = 21,5°C

ВАРИАНТ 18

  1.  tсух = 3°C        tвл =  -3,5°C
  2.  tсух =  11°C        tвл = 7°C
  3.  tсух =  22°C        tвл = 19,5°C

ВАРИАНТ 19                                    

  1.  tсух = 1°C        tвл =  -6,5°C
  2.  tсух =  8°C        tвл = 2°C
  3.  tсух =  20°C        tвл = 15,5°C

ВАРИАНТ 20

  1.  tсух = 2°C        tвл =  -4°C
  2.  tсух =  14°C        tвл = 8,5°C
  3.  tсух =  20°C        tвл = 17°C

ВАРИАНТ 21

  1.  tсух = 1°C        tвл =  -6°C
  2.  tсух = 6 °C        tвл = 2,5°C
  3.  tсух =  22°C        tвл = 17°C

ВАРИАНТ 22

  1.  tсух = 3°C        tвл = -4,5 °C
  2.  tсух = 18 °C        tвл = 10°C
  3.  tсух =  22°C        tвл = 14,5°C

ВАРИАНТ 24

  1.  tсух = 4°C        tвл =  -2,5°C
  2.  tсух =  10°C        tвл = 2,5°C
  3.  tсух =  19°C        tвл = 18°C

ВАРИАНТ 23

  1.  tсух = 7°C        tвл =  -1°C
  2.  tсух =  12°C        tвл = 4°C
  3.  tсух =  25°C        tвл = 18°C

ВАРИАНТ 25

  1.  tсух = 5°C        tвл =  -0,5°C
  2.  tсух =  20°C        tвл = 13,5°C
  3.  tсух =  22°C        tвл = 21,5°C

ВАРИАНТ 26

  1.  tсух = 6°C        tвл =  0°C
  2.  tсух =  16°C        tвл =11,5 °C
  3.  tсух =  22°C        tвл = 17,5°C

ВАРИАНТ 28

  1.  tсух = 5°C        tвл =  -2,5°C
  2.  tсух =  11°C        tвл = 4,5°C
  3.  tсух = 24 °C        tвл = 21,5°C

ВАРИАНТ 27

  1.  tсух = 6°C        tвл =  -1°C
  2.  tсух = 16 °C        tвл = 9,5°C
  3.  tсух =  24°C        tвл = 22°C

ВАРИАНТ 29

  1.  tсух = 1°C        tвл =  -5,5°C
  2.  tсух =  7°C        tвл = 2,5°C
  3.  tсух =  23°C        tвл = 19°C

ВАРИАНТ 30

  1.  tсух = 1°C        tвл =  -4,5°C
  2.  tсух =  10°C        tвл = 7,5°C
  3.  tсух =  22°C        tвл = 21°C


 

А также другие работы, которые могут Вас заинтересовать

4037. Оплата труда работников производственных предприятий на примере ОАО Тамбовский хлебокомбинат 168 KB
  Введение Заработная плата - оплата труда работников различных профессий, будь то неквалифицированные рабочие, или люди профессий, труд которых требует больших затрат на образование или работники сферы услуг. В условиях развития рыночных отношений оп...
4038. Виды и тенденции развития туризма. Деловой туризм 110 KB
  Самый динамичный сектор В наше время каждый четвертый из десятков миллионов человек, ежедневно покидающих свой дом, чтобы отправиться в поездки — ближние и дальние, краткосрочные и длительные, — делает это по служебной надобности. И весь...
4039. Разработка методических указаний для выполнения лабораторных работ с использованием компьютерной программы Рефлектометр 569.59 KB
  При построении телекоммуникационных сетей с ипользованием оптоволоконных кабелей важнейшим инструментом является оптический рефлектометр. Оптический рефлектометр – сложное и дорогое устройство, поэтому для его изучения была создана компьютерная программа, моделирующая работу оптического рефлектометра (ОР)...
4040. Социально-этические и гуманистические принципы биологического познания. Генетика и эволюция 108.5 KB
  Введение Современное человечество живет в новом тысячелетии и это заставляет людей уделять большее внимание своему будущему и разумному осмыслению нашего прошлого. Одним из важнейших стала проблема взаимодействия природы и общества. Противоречия меж...
4041. Криоэлектроника. История развития 255.5 KB
  Криоэлектроника. История развития Введение Криогенная (от греческого "криос" — холод, мороз) электроника, или криоэлектроника — направление электроники, охватывающее исследование при криогенных температурах (ниже 120 К) специфических эффек...
4042. Хаос и порядок. Порядок и беспорядок в природе 311 KB
  Этимология понятия «хаос». Соотношение порядка и беспорядка в природе. Хаос, понятие окончательно оформившееся в древнегреческой философии - это трагический образ космического первоединства, начало и конец всего, вечная смерть всего живого и одно...
4043. Методика определения плотности твердого тела 42 KB
  Определение плотности твердого тела. Цель работы Целью данной работы является: Определение плотности твердого тела Приобретение студентами практических навыков в обработке результатов измерений. Рисунок Рабочая формула...
4044. Определение момента инерции диска (стержня) по его крутильным колебаниям 50.5 KB
  Определение момента инерции диска (стержня) по его крутильным колебаниям. Цель работы Целью данной работы является определение момента инерции диска (стержня) относительно оси, проходящей через центр тяжести перпендикулярно плоскости диска...
4045. Определение положения центра тяжести и момента инерции физического маятника 47.5 KB
  Определение положения центра тяжести и момента инерции физического маятника. Цель работы Целью данной работы являются: определение ускорения свободного падения при помощи математического маятника определение положения центра тяжес...