Что называют относительной влажностью воздуха что

Влажность воздуха.

Понятие влажности воздуха. Относительная и абсолютная влажность.

Окружающий нас атмосферный воздух вследствие непрерывного испарения воды с поверхности водоемов и растительных покровов всегда содержит в себе водяные пары. Чем больше водяных паров находится в определенном объеме воздуха, тем ближе пар к состоянию насыщения. В зависимости от количества паров, находящихся при данной температуре в атмосфере. Воздух бывает различной степени влажности. Абсолютная влажность показывает сколько граммов водяного пара содержится в воздухе объемом 1 м в кубе при данных условиях. То есть плотность водяного пара. Чтобы судить о влажности воздуха, важно знать, близок или далек водяной пар находящийся в воздухе к состоянию насыщения. Для этого вводится понятие относительной влажности.

Относительной влажностью воздуха называют отношение абсолютной влажности воздуха к плотности насыщенного водяного пара при той же температуре, выраженной в процентах.

Температура, при которой пар находящийся в воздухе становится насыщенным, называют точкой росы.

Формулы относительной влажности

Приборы, при помощи которых определяют влажность воздуха.

Для определения влажности воздуха используют такие приборы, как гигрометр и психрометр. Гигрометры бывают двух видов конденсационные и волосные.

Кондиционный гигрометр имеет следующее устройство:

1) Металлическая коробка, её передняя стенка отполирована.

2) В коробке есть отверстие, куда наливают испаряющуюся жидкость.

3) Термометр, вставляют в отверстие.

4) Резиновая груша, при помощи которой продувают воздух, ускоряющий испарение жидкости.

Испаряющаяся жидкость вызывает охлаждение коробки. На полированной поверхности появляются капельки росы. Это и есть точка росы. Значит пар стал насыщенным. По таблице насыщенного пара определяют относительную влажность воздуха. Действия волосного гигрометра основано на свойстве человеческого волоса. При увеличении влажности воздуха длина волоса увеличивается. А при уменьшении влажности его длина уменьшается. При этом стрелка по шкале указывает относительную влажность воздуха.

Прибор для определения влажности воздуха психрометр состоит из двух термометров. Один термометр показывает температуру воздуха, а другой обмотан тканью. Конец которой опущен в воду. Так как вода испаряется, то термометр охлаждается. Чем больше относительная влажность, тем меньше идет испарение. Следовательно, разность показаний термометров будет меньше. По этой разности показаний температур с помощью специальной таблицы и определяют относительную влажность.

Норма и учет влажности воздуха

Нормальная влажность воздуха в помещениях 60%.

Влажность учитывается:

1) При самочувствии людей.

2) В музеях, где хранятся различные документы.

3) В пищевой промышленности.

4) В мебельной промышленности.

5) В авиации и в космосе.

6) При изготовлении железобетонных конструкций.

Источник

Абсолютная и относительная влажность

Величина влагоемкости воздуха резко возрастает с увеличением его температуры. Отношение величины абсолютной влажности воздуха при данной температуре к величине его влагоемкости при той же температуре называется относительной влажностью воздуха.

Для определения температуры и относительной влажности воздуха пользуются специальным прибором — психрометром. Психрометр состоит из двух термометров. Шарик одного из них увлажняется с помощью марлевого чехла, конец которого опущен в сосуд с водой. Другой термометр остается сухим и показывает температуру окружающего воздуха. Смоченный термометр показывает температуру более низкую, чем сухой, так как испарение влаги из марли требует определенного расхода тепла. Температура смоченного термометра носит название предела охлаждения. Разность между показаниями сухого и смоченного термометров называется психрометрической разностью.

Между величиной психрометрической разности и относительной влажностью воздуха имеется определенная зависимость. Чем больше психрометрическая разность при данной температуре воздуха, тем меньше относительная влажность воздуха и тем больше влаги может поглотить воздух. При разности равной нулю воздух насыщен водяным паром и дальнейшего испарения влаги в таком воздухе не происходит.

Абсолютная влажность

Относительная влажность

Что такое точка росы

Источник

Относительная влажность воздуха, количество теплоты

Теория к заданию 10 из ЕГЭ по физике

Насыщенные и ненасыщенные пары

Насыщенный пар

При испарении одновременно с переходом молекул из жидкости в пар происходит и обратный процесс. Беспорядочно двигаясь над поверхностью жидкости, часть молекул, покинувших ее, снова возвращается в жидкость.

Пар, находящийся в динамическом равновесии со своей жидкостью, называется насыщенным паром.

Это означает, что в данном объеме при данной температуре не может находиться большее количество пара.

При динамическом равновесии масса жидкости в закрытом сосуде не изменяется, хотя жидкость продолжает испаряться. Точно так же не изменяется и масса насыщенного пара над этой жидкостью, хотя пар продолжает конденсироваться.

Давление насыщенного пара. При сжатии насыщенного пара, температура которого поддерживается постоянной, равновесие сначала начнет нарушаться: плотность пара возрастет, и вследствие этого из газа в жидкость будет переходить больше молекул, чем из жидкости в газ; продолжаться это будет до тех пор, пока концентрация пара в новом объеме не станет прежней, соответствующей концентрации насыщенного пара при данной температуре (и равновесие восстановится). Объясняется это тем, что число молекул, покидающих жидкость за единицу времени, зависит только от температуры.

Итак, концентрация молекул насыщенного пара при постоянной температуре не зависит от его объема.

При сжатии насыщенного пара большая его часть переходит в жидкое состояние. Жидкость занимает меньший объем, чем пар той же массы. В результате объем пара при неизменной его плотности уменьшается.

Так как давление насыщенного пара не зависит от объема, то, следовательно, оно зависит только от температуры.

Ненасыщенный пар

Если в пространстве, содержащем пары какой-либо жидкости, может происходить дальнейшее испарение этой жидкости, то пар, находящийся в этом пространстве, является ненасыщенным.

Пар, не находящийся в состоянии равновесия со своей жидкостью, называется ненасыщенным.

Ненасыщенный пар можно простым сжатием превратить в жидкость. Как только это превращение началось, пар, находящийся в равновесии с жидкостью, становится насыщенным.

Влажность воздуха

Влажность воздуха — это содержание в воздухе водяного пара.

Окружающий нас атмосферный воздух вследствие непрерывного испарения воды с поверхности океанов, морей, водоемов, влажной почвы и растений всегда содержит в себе водяные пары. Чем больше водяных паров находится в определенном объеме воздуха, тем ближе пар к состоянию насыщения. С другой стороны, чем выше температура воздуха, тем большее количество водяных паров требуется для его насыщения.

В зависимости от количества водяных паров, находящихся при данной температуре в атмосфере, воздух бывает различной степени влажности.

Количественная оценка влажности

Для того чтобы количественно оценить влажность воздуха, пользуются, в частности, понятиями абсолютной и относительной влажности.

Относительную влажность выражают в процентах:

Под парциальным давлением понимают давление водяного пара, которое он производил бы, если бы все другие газы в атмосферном воздухе отсутствовали.

Если влажный воздух охлаждать, то при некоторой температуре находящийся в нем пар можно довести до насыщения. При дальнейшем охлаждении водяной пар начнет конденсироваться в виде росы.

Точка росы

Источник

Влажность воздуха

Урок 32. Физика 10 класс ФГОС

В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам

Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам нужно добавить его в личный кабинет, приобрев в каталоге.

Получите невероятные возможности

Конспект урока «Влажность воздуха»

На прошлом уроке мы с вами изучали процессы испарения и кипения. Давайте вспомним, что кипением называется процесс парообразования, происходящий по всему объёму жидкости. При этом в данных условиях жидкости кипят при строго определённых температурах.

В отличие от кипения испарение — это процесс парообразования, происходящий только со свободной поверхности жидкости. Он может происходить при любой температуре. Это приводит к тому, что в атмосфере нашей планеты всегда присутствуют водяные пары.

И несмотря на огромные поверхности океанов, морей, озёр и рек, далеко не всегда водяной пар, находящийся в воздухе, является насыщенным. Перемещение воздушных масс 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.

Воздух, содержащий водяной пар, называют влажным воздухом.

Основными количественными характеристиками такого воздуха являются его абсолютная и относительная влажности, а также упругость водяного пара.

Упругостью водяного пара называют парциальное давление водяного пара, содержащегося в воздухе.

Упругость водяного пара принимают за один из показателей влажности воздуха. Его выражают в единицах давления — паскалях или миллиметрах ртутного столба.

Абсолютной влажностью воздуха называют физическую величину, равную массе водяного пара, содержащегося в одном кубометре воздуха (то есть плотность водяного пара в воздухе при данных условиях).

Из определения следует, что единицей абсолютной влажности воздуха в СИ является килограмм, делённый на кубический метр:

Однако, зная абсолютную влажность воздуха и парциальное давление водяного пара, нельзя судить о том, насколько водяной пар в данных условиях близок к насыщению (то есть нельзя сказать, сухой это воздух или влажный). Для того чтобы судить о степени влажности воздуха, вводят величину, называемую относительной влажностью.

Относительной влажностью воздуха называют величину, равную отношению плотности водяного пара, содержащегося в воздухе, к плотности насыщенного водяного пара при этой температуре (или отношение упругости водяного пара к давлению насыщенного пара при данной температуре):

Чем меньше относительная влажность, тем дальше пар от насыщения и тем интенсивнее происходит испарение.

Значения плотности насыщенного водяного пара при разной температуре приведены в таблице.

Когда парциальное давление водяного пара в воздухе равно давлению насыщенного пара при той же температуре, говорят, что воздух насыщен водяными парами.

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

При понижении температуры ниже точки росы происходит конденсация водяного пара. Этот процесс лежит в основе образования тумана, росы, облаков и дождя.

Для определения влажности воздуха и точки росы используются специальные приборы: гигрометры и психрометры.

Предположительно гигрометр был изобретён швейцарским геологом Орасом де Соссюром в 1783 году.

Основным его элементом был обезжиренный человеческий волос. Один его конец крепился к раме, а второй — оборачивался вокруг ролика и соединялся с грузом. Груз поддерживал волос в натянутом состоянии. Повышение влажности воздуха вызывало увеличение длины волоса и ролик начинал вращаться. Это приводило в движение стрелку прибора. Шкала такого гигрометра проградуирована так, что по положению стрелки можно определить относительную влажность воздуха.

Первый психрометр был создан в 1828 году немецким физиком Эрнстом Августом.

Психрометр Августа состоит из двух одинаковых термометров. Резервуар одного из них остаётся сухим, и он показывает температуру окружающего воздуха. Второй термометр называется влажным, так как его резервуар окружён тканью, конец которой опущен в воду. Чем ниже влажность воздуха, тем интенсивнее происходит испарение с поверхности влажного термометра, вследствие чего его температура понижается. Разность показаний термометров служит мерой относительной влажности, которая определяется по специальным психрометрическим таблицам.

Вблизи поверхности Земли относительная влажность воздуха колеблется почти от 100 % во влажных тропических лесах, до 0,00002 % в Антарктиде.

Наиболее комфортно люди чувствуют себя при влажности в 40—60 % процентов. Если влажность воздуха ниже 40 %, то он считает сухим. И влажным, если его относительная влажность превышает 80 %.

Контроль влажности воздуха важен для сохранности произведений искусства. В теплицах и оранжереях — для поддержания нужного режима растениям. Также контроль влажности важен при проектировании сооружений, машин и различных механизмов, электронных схем и приборов, в нанотехнологии.

Для закрепления материала решим с вами несколько задач. Вечером при температуре 22 о С относительная влажность воздуха составляла 60 %. Выпадет ли роса, если ночью температура понизится до 12 о С?

Источник

Абсолютная и относительная влажность воздуха простыми словами

Влажность воздуха

Абсолютно сухой воздух почти никогда не встречается в природе. Некоторое небольшое количество воды всегда присутствует в воздухе и, как правило, находится в газообразном состоянии.

Водяной пар попадает в воздух в результате испарения воды с различных поверхностей. Большая часть влаги в атмосфере испаряется с поверхности океанов, морей … и растения.

Состав сухого воздуха

В первую очередь, можно говорить о составе сухого воздуха, то есть воздуха, который вообще не содержит влаги.

Сухой воздух, в своей основной части, содержит азот (N2) 72% и кислород (O2) 21%. Оставшаяся часть содержит различные газы в относительно небольших количествах.

Состав сухого воздуха можно определить по массе газов в одном м3 воздуха. В этом случае мы имеем следующие величины: N2 – 1,165 кг/м3, O2 – 1,331 кг/м3. Эти значения верны при температуре 20 °C и давлении 1 атм.

В чём измеряется влажность

Идеальным уровнем влажности в жилище является такой, при котором человек чувствует себя комфортно. Относительная влажность (RH) является наиболее часто используемым выражением. Единицей измерения является г/м3 или грамм на кубический метр. Современные гигрометры показывают процент нормальной влажности в вашем доме.

Абсолютная влажность воздуха или Absolute humidity (AH) — что это …

Влажный воздух образуется за счет влаги, содержащейся в сухом воздухе в виде водяного пара.

Например, при температуре 30 °C AH может составлять от 0 до 30 граммов на кубический метр.

Какой должна быть оптимальная влажность

Особенно важна влажность в местах, где люди работают, находятся или спят. Наши органы дыхания устроены таким образом, что слишком сухой или насыщенный водяным паром воздух вреден для них. Именно поэтому существуют государственные стандарты, определяющие, насколько сухим должен быть воздух в помещении.

Зона оптимальной влажности

ГОСТ 30494-11 устанавливает четкие рамки, в которых должен находиться микроклимат жилых и общественных помещений. Помимо состава и оптимального объема воздуха, указывается также влажность.

Влажность 45% является оптимальной для жилой комнаты. Зимой этот процент составляет 30-45%. Максимально допустимое значение достигает 60%. В теплое время года этот показатель увеличивается на 5%.

Те же ценности относятся к антиквариату, книгам, мебели, электроприборам. Для растений оптимальная влажность в квартире различна, так как тропические и субтропические виды любят влажную, теплую среду, в то время как другие предпочитают нормальные или засушливые условия.

Оптимальный уровень влажности в детских комнатах составляет 60%, но допускается повышение или понижение на 10%.

Влажность в зависимости от помещения.

Лучше не допускать ограничений, так как они снижают эффективность, ухудшая здоровье. Вполне реально поддерживать оптимальный микроклимат в тех помещениях, где мы проводим больше всего времени.

Способы измерения

Теперь пришло время узнать, как измерить влажность воздуха в квартире. Выбор широк: от проверенных временем приборов до современных электронных устройств. Общее название всех этих приборов – гигрометры. Их можно использовать для определения других показателей, например, температуры.

При покупке прибора обратите внимание на диапазон, в котором измеряется основная величина. Чем больше его будет, тем лучше. Погрешность измерения должна быть как можно меньше, оптимально в пределах 1%.

Электронные устройства оснащены дополнительными функциями для человека – будильник, встроенная память, подсветка в темное время суток, часы.

Чтобы определить влажность воздуха в доме, можно использовать вспомогательные средства. Возьмите стакан воды и поставьте его в холодильник на 3 часа для охлаждения. Затем снимите стакан, поставьте его на стол вдали от крана. На стенках стекла появляется конденсат. Необходимо наблюдать за его состоянием. Возможны три ситуации.

Приблизительные измерения можно сделать с помощью еловой шишки. Если весы “волнистые” и не успевают друг за другом, воздух чрезмерно сухой.

Для измерения влажности можно использовать влажный термометр и сухой термометр. Мокрый термометр получают, обернув нижнюю часть (колбу со спиртом) куском мокрой ткани, конец которой постоянно погружен в воду. Сначала вычисляется разница между показаниями двух термометров, а затем по таблице определяется значение влажности. Такой прибор называется психрометром.

Зная основные понятия, вы можете определить значение относительной влажности, если показания сухого термометра совпадают с показаниями влажного. В данном случае это 100%. Чем больше разница, тем суше воздух в помещении.

Приборы для измерения влажности

Приборы, которые можно использовать для измерения влажности, называются гигрометрами. Существует несколько типов этих приборов: волосяные, конденсационные и психрометрические.

1. волосяной гигрометр использует свойство волос изменять свою длину под воздействием изменения влажности. Чем выше влажность, тем длиннее волосы. Обычно используются волосы из гривы лошади или длинные человеческие волосы. Один конец волоса прикреплен к корпусу устройства, а другой – к индикатору.

Волосяной гигрометр состоит из шкалы, вращающегося механизма со стрелкой и стержня волоса.

С помощью гигрометра точки росы можно определить абсолютную влажность воздуха.

Сначала определяется точка росы с помощью встроенного в прибор термометра точки росы. Затем, используя таблицу, содержащую плотность и парциальное давление водяного пара при различных температурах, определите абсолютную влажность.

Если известны температура воздуха и абсолютная влажность, то можно определить и относительную влажность.

Показана конструкция конденсационного гигрометра. Трубка с колбой и термометром встроена в небольшую металлическую коробку. Тонкая передняя стенка коробки была отполирована, чтобы было легче увидеть конденсирующиеся капли воды. К металлическому кольцу, придающему жесткость тонкой передней стенке, прикреплена прокладка для теплоизоляции.

Конденсационный гигрометр содержит термометр и колбу, погруженные в сосуд, содержащий быстро испаряющуюся жидкость, причем сосуд имеет полированную стенку, на которой может конденсироваться вода из воздуха.

Аппарат используется следующим образом: в коробку наливают быстро испаряющуюся жидкость (спирт, эфир и т.д.) и продувают воздух через коробку с помощью воздуходувки. Это приводит к быстрому испарению жидкости и снижению температуры в коробке. Это приводит к образованию росы на полированной передней части коробки. Термометр позволяет измерить температуру, при которой сконденсировалась роса. Появление росы указывает на то, что водяной пар насытился.

Абсолютная влажность определяется путем чтения графика, который показывает плотность и парциальное давление водяного пара при различных температурах.

3. Такой прибор для измерения относительной влажности называется сокращенно психрометр. Он состоит из двух одинаковых термометров, установленных на держателе. Нижняя часть одного из термометров погружается в небольшой контейнер, содержащий несколько миллилитров воды. Обычно на корпусе этого прибора напечатана психрометрическая таблица. Используя эту таблицу, считывая показания двух термометров, можно определить относительную влажность воздуха.

4.Чтобы сделать самодельный психрометр, нужно взять два одинаковых самодельных спиртовых термометра.

На дне каждого термометра находится шарик с жидкостью. Эта жидкость расширяется при повышении температуры. Избыточная жидкость из шарика стекает вверх по тонкой трубке, рядом с которой отмечены деления температурной шкалы. Обычно в качестве жидкости используется окрашенный спирт (спиртовой термометр) или ртуть (ртутный термометр).

Шарик одного из термометров следует завернуть в кусочек ваты или небольшую тряпочку, смоченную водой комнатной температуры. Мы будем называть этот термометр “мокрым” термометром.

Со вторым термометром ничего делать не нужно. Мы будем называть этот термометр “сухим” термометром.

Поместите эти термометры близко друг к другу. Через несколько минут самодельный психрометр будет готов к измерению влажности.

Абсолютная и относительная влажность воздуха

Часто используются абсолютная и относительная влажность.

Абсолютная влажность – это масса водяного пара, присутствующего в одном кубическом метре воздуха.

Абсолютная влажность может быть измерена парциальным давлением водяного пара (p) при определенной температуре (T). В отношении парциального давления действует закон Дальтона, который гласит, что отдельные компоненты газовой смеси называются независимыми. Поэтому каждый компонент производит давление:

а общее давление равно сумме давлений компонентов:

где pi – парциальное давление i-го компонента газа.

Уравнение p=p01kT+p02kT+…+p0ikT=p1+p2+…+pi представляет собой закон Дальтона. Исходя из того, что влажность – это количество водяного пара в воздухе (газе), концепция парциального давления и закон Дальтона могут быть очень полезны при практическом изучении абсолютной влажности. Абсолютная влажность – это также плотность водяного пара (ρ) при той же температуре (T). По мере увеличения абсолютной влажности водяной пар перемещается все ближе и ближе к состоянию насыщенного пара.

Максимальная абсолютная влажность при данной температуре – это масса насыщенного водяного пара на кубический метр воздуха.

Относительная влажность – это отношение абсолютной влажности к максимальной абсолютной влажности при данной температуре.

Это значение выражается в процентах:

где ρnp – плотность насыщенного пара при данной температуре T, pnp – давление насыщенного пара при той же температуре. В условиях термодинамического равновесия процессов испарения и конденсации относительная влажность равна 100%. Из этого можно сделать вывод, что количество воды в воздухе не меняется. Процессы изохорного охлаждения или изотермического сжатия ненасыщенного пара превращают его в насыщенный пар.

Температура (Tr), при которой пар считается насыщенным, называется точкой росы.

Tr представляет собой температуру термодинамического равновесия между паром и жидкостью в газе, в частности в воздухе.

Влажность воздуха определяется специальными приборами – гигрометрами, психрометрами. Оптимальная относительная влажность воздуха для человеческого тела при температуре, близкой к 20 градусам Цельсия, составляет от 40 до 60 %. При решении практических задач мы часто пользуемся справочными таблицами, в которых указаны давление и плотность насыщенного водяного пара при различных значениях температуры.

Нормы RH для квартиры:

Рекомендуется
ГОСУДАРСТВЕННЫЙ СТАНДАРТ ГОСТ 30494-96
Влажность воздуха в помещении в зависимости от времени года:

Оптимальная влажность в помещении для людей разного возраста:

Идеальная влажность в квартире для человека различается в зависимости от назначения помещения:

Согласно
СанПиН 2.1.2.2645-10
Относительная влажность воздуха в помещении снижается до 60% в прохладное время года и до 65% летом. Некоторые помещения не имеют рейтинга из-за непостоянного или кратковременного пребывания в них, а также из-за частых и длительных изменений влажности в помещении.

Чтобы увеличить срок службы бытовой техники, книг, картин, обивки мягкой мебели, уровень влажности не должен превышать 60-65%.

Норма влажности в комнате ребенка:

Оптимальная влажность воздуха для ребенка в квартире определяется его возрастом. Это особенно важно для новорожденных:

Оптимальная влажность в детской комнате особенно важна

В зависимости от возраста вашего ребенка определите, какая влажность должна быть в спальне. Для детей первого года жизни оптимальным параметром является 50-70%, для детей от 1 до 3 лет – 45-65%, для детей старше 3 лет подходят почти взрослые нормы – 50-60%.

Как повысить влажность воздуха бытовыми приборами и народными средствами

Самым доступным и популярным прибором для повышения влажности воздуха является домашний увлажнитель. Его можно использовать в течение всего года, но он будет особенно полезен зимой, когда влажность в помещении в 20% вызывает дискомфорт.

Существуют следующие разновидности увлажнителей:

Увлажнитель с функцией очистки (мойка воздуха)

Паровой увлажнитель

Ультразвуковой увлажнитель воздуха

С помощью таких устройств можно не только создать комфортную влажность в квартире, но и регулировать другие параметры:

Действие увлажнителя может распространяться на разную поверхность, что следует учитывать при покупке. Небольшие устройства подходят для спален или кухонь. Для гостиных или других больших помещений необходимо мощное устройство.

Влажность в сухом помещении можно повысить народными методами:

Народные способы повышения влажности в помещении

Чтобы повысить влажность в помещении, можно сушить белье прямо в комнате, а не на балконе или на улице. При приготовлении пищи пар из кипящих кастрюль также попадает в воздух.

Как уменьшить влажность

Высокая влажность не всегда полезна. Если на стенах есть плесень, грибок, постоянно собирается конденсат, необходимо это уменьшить. Вы можете использовать один из этих методов:

Некоторые факторы, повышающие влажность, находятся вне нашего контроля:

Источник