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.
В процессе проведения опыта будем использовать закрытый сосуд с жидкостью, а значение температуры поддерживать постоянным. Спустя некоторое время в данном сосуде возникнет явление термодинамического равновесия процессов испарения и конденсации. Другими словами, число молекул, которые покинут жидкость, будет эквивалентно числу молекул, вернувшихся обратно в жидкость.
Газообразное вещество, которое находится состоянии равновесия со своей жидкостью, носит название насыщенного пара.
Ненасыщенным паром называют такой пар, давление и плотность которого уступает значениям давления и плотности насыщенного пара.
Давление насыщенного пара в процессе повышения температуры возрастает. В окружающем нас воздухе в любой момент времени присутствует некоторая масса водяного пара. Что же такое влажность воздуха? Воздух, который включает в себя водяной пар, определяется как влажный. В воздухе атмосферы быстрота испарения воды основывается на величине отличия давления паров воды от давления насыщенных паров при существующей температуре.
Абсолютная и относительная влажность воздуха
Свое применение часто находят понятия об абсолютной и относительной влажности.
Абсолютной влажностью считают массу водяного пара, которая находится в одном кубометре воздуха.
а полное давление равно сумме давлений компонент:
Максимальной абсолютнойвлажностьюпри приведенной температуре является масса насыщенного водяного пара на один кубометр воздуха.
Относительной влажностью воздуха называют отношение абсолютной влажности к максимальной абсолютной влажности при заданной температуре.
Данная величина выражается в процентах:
T r представляет собой температуру термодинамического равновесия пара и жидкости в газе, конкретно в воздухе.
Примеры
В качестве основы решения применим закон Дальтона, который в случае смеси газов, а в нашей задачи имеет место быть смесь сухого воздуха с водяным паром, будет выглядеть следующим образом:
где p v определяет собой давление сухого воздуха, а p H 2 O является давлением паров воды. При этом масса смеси равна:
где p n p обозначает величину давления насыщенного пара. Из формулы β = p H 2 O p n p · 100 % выразим давление насыщенного пара, получим:
Из p = p v + p H 2 O выразим давление сухого воздуха, благодаря чему получим:
В задаче необходимо найти изменение, другими словами разность β2−β1, относительных влажностей в конечном и начальном состояниях:
применяя определение относительной влажности запишем следующее выражение:
Так как по условию задачи нам известны температуры состояний системы, то давления насыщенного пара ( p n p 1 и p n p 2 ) мы можем определить как известные в приведенном случае, по той причине, что всегда можем получить их из соответствующих справочных таблиц. Для нахождения давлений p 1 и p 2 применим уравнение Менделеева — Клайперона, обратим внимание на то, что количество вещества в процессах, которые происходят в системе не претерпевает никаких изменений, в этом случае запишем:
Исходя из условий задачи, можно заявить, что объем уменьшили в n раз, соответственно:
Абсолютная влажность воздуха рассчитывается по следующей формуле:
,
где V — объём влажного воздуха, а m — масса водяного пара, содержащегося в этом объёме.
Обычно используемая единица абсолютной влажности: [f] = 1 г/м³.
Абсолютная влажность воздуха зависит от температурного режима и переноса (адвекции) влаги с океаническими массами воздуха. При одной и той же температуре воздух может поглотить вполне определенное количество водяного пара и достичь состояния полного насыщения.
Абсолютная влажность воздуха в состоянии его насыщения носит название влагоёмкости. Величина влагоёмкости воздуха резко возрастает с увеличением его температуры.
Примечания
Полезное
Смотреть что такое «Абсолютная влажность воздуха» в других словарях:
абсолютная влажность воздуха — absoliučioji oro drėgmė statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Vandens garų masė (gramais) vienetiniame oro tūryje. atitikmenys: angl. absolute air humidity; humidity by volume vok. absolute Luftfeuchtigkeit, f rus.… … Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas
абсолютная влажность воздуха — absoliučioji oro drėgmė statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Vandens garų masė, padalyta iš dujų mišinio arba oro tūrio. Matavimo vienetas – kilogramas kubiniam metrui (kg/m³). atitikmenys: angl. absolute air humidity;… … Penkiakalbis aiškinamasis metrologijos terminų žodynas
абсолютная влажность воздуха — absoliutusis oro drėgnis statusas T sritis chemija apibrėžtis Vandens garų masė vienetiniame oro tūryje. atitikmenys: angl. absolute air humidity rus. абсолютная влажность воздуха … Chemijos terminų aiškinamasis žodynas
абсолютная влажность воздуха — absoliučioji oro drėgmė statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. absolute air humidity; air humidity by volume vok. absolute Luftfeuchtigkeit, f rus. абсолютная влажность воздуха, f pranc. humidité absolue de l’air, f; humidité par volume, f … Fizikos terminų žodynas
абсолютная влажность воздуха — absoliutusis oro drėgnis statusas T sritis Energetika apibrėžtis Vandens garų masė (gramais) vienetiniame oro tūryje. atitikmenys: angl. absolute air humidity vok. absolute Luftfeuchtigkeit, f rus. абсолютная влажность воздуха, f pranc. humidité… … Aiškinamasis šiluminės ir branduolinės technikos terminų žodynas
абсолютная влажность воздуха — absoliutusis oro drėgnis statusas T sritis Energetika apibrėžtis Vandens garų masė, padalyta iš dujų mišinio arba oro tūrio. atitikmenys: angl. absolute air humidity vok. absolute Luftfeuchtigkeit, f rus. абсолютная влажность воздуха, f pranc.… … Aiškinamasis šiluminės ir branduolinės technikos terminų žodynas
Абсолютная влажность — Влажность показатель содержания воды в физических телах или средах. Для измерения влажности используются различные единицы, часто внесистемные. Содержание 1 Общие сведения 2 Единицы измерения и особенности определ … Википедия
Влажность воздуха — количество водяного пара в воздухе, оказывающее позитивное или негативное влияние на среду. Удельная влажность воздуха выражается отношением массы водяного пара в единице объема воздуха ко всей массе воздуха (г/кг); абсолютная влажность воздуха… … Экологический словарь
влажность воздуха — содержание водяного пара в воздухе. Характеризуется различными величинами: относительной влажностью, точкой росы, удельной влажностью и т. д. В обиходе наиболее часто применяется относительная влажность, или отношение количества водяного пара,… … Географическая энциклопедия
ВЛАЖНОСТЬ ВОЗДУХА — содержание в воздухе водяного пара. Абсолютная влажность воздуха отношение массы водяного пара к объему воздуха (кг/м3). Относительная влажность воздуха отношение фактической массы водяного пара, содержащегося в воздухе, к максимально возможной… … Металлургический словарь
Влажность — показатель содержания воды в физических телах или средах.
Содержание
Общие сведения
Влажность зависит от природы вещества, а в твёрдых телах, кроме того, от степени измельчённости или пористости. Содержание химически связанной, так называемой конституционной воды, например гидроокисей, выделяющейся только при химическом разложении, а также воды кристаллогидратной не входит в понятие влажности.
Единицы измерения и особенности определения понятия влажность
Эту величину не всегда можно точно измерить, т.к. в ряде случаев невозможно удалить всю неконституционную воду и взвесить предмет до и после этой операции.
Методы определения
Установление степени влажности многих продуктов, материалов и т. п. имеет важное значение. Только при определённой влажности многие тела (зерно, цемент и др.) являются пригодными для той цели, для которой они предназначены. Жизнедеятельность животных и растительных организмов возможна только при определённых границах влажности и относительной влажности воздуха. Влажность может вносить существенную погрешность в вес предмета. Килограммы сахара или зерна с влажностью 5% и 10% будет содержать разное количество сухого сахара или зерна.
Измерение влажности определяется высушиванием влаги и титрованием влаги по Карлу Фишеру. Эти способы являются первичными. Помимо них разработано множество других, которые калибруются по результатам измерений влажности первичными способами и по стандартным образцам влажности.
Влажность воздуха
Влажность воздуха — это величина, характеризующая содержание водяных паров в различных частях атмосферы Земли.
Влажность воздуха — содержание водяного пара в воздухе; одна из наиболее существенных характеристик погоды и климата.
Влажность воздуха в земной атмосфере колеблется в широких пределах. Так, у земной поверхности содержание водяного пара в воздухе составляет в среднем от 0,2% по объёму в высоких широтах до 2,5% в тропиках. Упругость пара в полярных широтах зимой меньше 1 мб (иногда лишь сотые доли мб) и летом ниже 5 мб; в тропиках же она возрастает до 30 мб, а иногда и больше. В субтропических пустынях упругость пара понижена до 5-10 мб.
f = (масса содержащегося в воздухе водяного пара)/(объем влажного воздуха)
Обычно используемая единица абсолютной влажности: (f) = г/м³
Относительная влажность обычно выражается в процентах. Эти величины связаны между собой следующим отношением:
Относительная влажность очень высока в экваториальной зоне (среднегодовая до 85% и более), а также в полярных широтах и зимой внутри материков средних широт. Летом высокой относительной влажностью характеризуются муссонные районы. Низкие значения относительной влажности наблюдаются в субтропических и тропических пустынях и зимой в муссонных районах (до 50% и ниже).
С высотой влажность быстро убывает. На высоте 1,5-2 км упругость пара в среднем вдвое меньше, чем у земной поверхности. На тропосферу приходится 99% водяного пара атмосферы. В среднем над каждым квадратным метром земной поверхности в воздухе содержится около 28,5 кг водяного пара.
Литература
Усольцев В. А. Измерение влажности воздуха, Л., 1959.
Величины измерения влажности газа
Для обозначения содержащейся в воздухе влаги используются следующие величины:
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.
Назначение номера
Температура воздуха, °C
Относительная влажность %.
зима
Гостиная
18-24
60
Комнаты в районах с самым холодным 5-дневным периодом (минус 31°C и ниже)
20-24
60
Кухня
18-26
H/N*
Туалет
18-26
Н/Д
Ванная комната, туалет
18-26
Н/Д
Вестибюль
14-20
Н/Д
Кладовая
12-22
Н/Д
лето
Гостиная
20-28
65
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:
,
