Απόλυτη υγρασία αέρα. Υγρασία

ΣΕ αυτό το μάθημαθα εισαχθεί η έννοια της απόλυτης και σχετικής υγρασίας αέρα, θα συζητηθούν οι όροι και οι ποσότητες που σχετίζονται με αυτές τις έννοιες: κορεσμένος ατμός, σημείο δρόσου, συσκευές μέτρησης υγρασίας. Κατά τη διάρκεια του μαθήματος, θα εξοικειωθούμε με τους πίνακες πυκνότητας και πίεσης. κορεσμένο ατμόκαι ψυχομετρικό πίνακα.

Η υγρασία είναι μια πολύ σημαντική παράμετρος για τον άνθρωπο. περιβάλλον, γιατί το σώμα μας αντιδρά πολύ ενεργά στις αλλαγές του. Για παράδειγμα, ένας τέτοιος μηχανισμός ρύθμισης της λειτουργίας του σώματος όπως η εφίδρωση σχετίζεται άμεσα με τη θερμοκρασία και την υγρασία του περιβάλλοντος. Σε υψηλή υγρασία, οι διαδικασίες εξάτμισης της υγρασίας από την επιφάνεια του δέρματος αντισταθμίζονται πρακτικά από τις διαδικασίες συμπύκνωσης του και διαταράσσεται η απομάκρυνση της θερμότητας από το σώμα, γεγονός που οδηγεί σε παραβιάσεις της θερμορύθμισης. Σε χαμηλή υγρασία, οι διαδικασίες εξάτμισης της υγρασίας υπερισχύουν των διεργασιών συμπύκνωσης και το σώμα χάνει πάρα πολλά υγρά, γεγονός που μπορεί να οδηγήσει σε αφυδάτωση.

Η αξία της υγρασίας είναι σημαντική όχι μόνο για τους ανθρώπους και άλλους ζωντανούς οργανισμούς, αλλά και για τη ροή τεχνολογικές διαδικασίες. Για παράδειγμα, λόγω της γνωστής ιδιότητας του νερού να αγωγιάζει ηλεκτρική ενέργειαΤο περιεχόμενό του στον αέρα μπορεί να επηρεάσει σοβαρά τη σωστή λειτουργία των περισσότερων ηλεκτρικών συσκευών.

Επιπλέον, η έννοια της υγρασίας είναι το πιο σημαντικό κριτήριο για την αξιολόγηση καιρικές συνθήκεςπου όλοι γνωρίζουν από τις μετεωρολογικές προβλέψεις. Πρέπει να σημειωθεί ότι εάν συγκρίνουμε την υγρασία σε διαφορετικές εποχές του έτους στις συνήθεις κλιματολογικές μας συνθήκες, τότε είναι υψηλότερη το καλοκαίρι και χαμηλότερη το χειμώνα, γεγονός που σχετίζεται, ιδίως, με την ένταση των διεργασιών εξάτμισης σε διαφορετικές θερμοκρασίες.

Τα κύρια χαρακτηριστικά του υγρού αέρα είναι:

  1. πυκνότητα υδρατμών στον αέρα.
  2. σχετική υγρασίααέρας.

Ο αέρας είναι ένα σύνθετο αέριο, περιέχει πολλά διαφορετικά αέρια, συμπεριλαμβανομένων των υδρατμών. Για να εκτιμηθεί η ποσότητα του στον αέρα, είναι απαραίτητο να προσδιοριστεί ποια μάζα έχει ο υδρατμός σε έναν ορισμένο όγκο - αυτή η τιμή χαρακτηρίζει την πυκνότητα. Η πυκνότητα των υδρατμών στον αέρα ονομάζεται απόλυτη υγρασία.

Ορισμός.Απόλυτη υγρασία αέρα- την ποσότητα υγρασίας που περιέχεται σε ένα κυβικό μέτρο αέρα.

Ονομασίααπόλυτη υγρασία: (καθώς και η συνήθης σημειογραφία για την πυκνότητα).

Μονάδεςαπόλυτη υγρασία: (σε SI) ή (για την ευκολία μέτρησης της μικρής ποσότητας υδρατμών στον αέρα).

Τύποςυπολογισμούς απόλυτη υγρασία:

Ονομασίες:

Μάζα ατμού (νερό) στον αέρα, kg (σε SI) ή g.

Ο όγκος του αέρα στον οποίο περιέχεται η υποδεικνυόμενη μάζα ατμού, .

Από τη μια πλευρά, απόλυτη υγρασίαΟ αέρας είναι μια κατανοητή και βολική τιμή, επειδή δίνει μια ιδέα για τη συγκεκριμένη περιεκτικότητα σε νερό στον αέρα κατά μάζα, από την άλλη πλευρά, αυτή η τιμή είναι άβολη από την άποψη της ευαισθησίας στην υγρασία από τους ζωντανούς οργανισμούς. Αποδεικνύεται ότι, για παράδειγμα, ένα άτομο δεν αισθάνεται τη μάζα του νερού στον αέρα, αλλά το περιεχόμενό του σε σχέση με το μέγιστο πιθανή τιμή.

Για να περιγράψουμε αυτή την αντίληψη, μια ποσότητα όπως π.χ σχετική υγρασία.

Ορισμός.Σχετική υγρασία- μια τιμή που δείχνει πόσο απέχει ο ατμός από τον κορεσμό.

Δηλαδή η τιμή της σχετικής υγρασίας, με απλά λόγια, δείχνει το εξής: αν ο ατμός απέχει πολύ από τον κορεσμό, τότε η υγρασία είναι χαμηλή, αν είναι κοντά, είναι υψηλή.

Ονομασίασχετική υγρασία: .

Μονάδεςσχετική υγρασία: %.

Τύποςυπολογισμούς σχετική υγρασία:

Σημειογραφία:

Πυκνότητα υδρατμών (απόλυτη υγρασία), (σε SI) ή ;

Πυκνότητα κορεσμένων υδρατμών σε δεδομένη θερμοκρασία, (σε SI) ή .

Όπως φαίνεται από τον τύπο, περιέχει την απόλυτη υγρασία, με την οποία είμαστε ήδη εξοικειωμένοι, και την πυκνότητα των κορεσμένων ατμών στην ίδια θερμοκρασία. Τίθεται το ερώτημα, πώς να προσδιορίσετε την τελευταία τιμή; Για αυτό, υπάρχουν ειδικές συσκευές. Θα εξετάσουμε συμπυκνωτικόςυγρόμετρο(Εικ. 4) - μια συσκευή που χρησιμεύει για τον προσδιορισμό του σημείου δρόσου.

Ορισμός.Σημείο δρόσουείναι η θερμοκρασία στην οποία γίνεται κορεσμός του ατμού.

Ρύζι. 4. Υγρόμετρο συμπύκνωσης ()

Εύκολα εξατμιζόμενο υγρό, για παράδειγμα αιθέρας, χύνεται μέσα στο δοχείο της συσκευής, εισάγεται ένα θερμόμετρο (6) και αντλείται αέρας μέσω του δοχείου χρησιμοποιώντας ένα αχλάδι (5). Ως αποτέλεσμα της αυξημένης κυκλοφορίας του αέρα, αρχίζει η εντατική εξάτμιση του αιθέρα, η θερμοκρασία του δοχείου μειώνεται εξαιτίας αυτού και εμφανίζεται δροσιά στον καθρέφτη (4) (σταγονίδια συμπυκνωμένου ατμού). Τη στιγμή που εμφανίζεται η δροσιά στον καθρέφτη, η θερμοκρασία μετράται χρησιμοποιώντας ένα θερμόμετρο και αυτή η θερμοκρασία είναι το σημείο δρόσου.

Τι να κάνετε με την τιμή θερμοκρασίας που προκύπτει (σημείο δρόσου); Υπάρχει ένας ειδικός πίνακας στον οποίο εισάγονται δεδομένα - ποια πυκνότητα κορεσμένου υδρατμού αντιστοιχεί σε κάθε συγκεκριμένο σημείο δρόσου. Πρέπει να σημειωθεί χρήσιμο γεγονόςότι με αύξηση της τιμής του σημείου δρόσου αυξάνεται και η τιμή της αντίστοιχης πυκνότητας κορεσμένων ατμών. Με άλλα λόγια, όσο πιο ζεστός είναι ο αέρας, τόσο μεγάλη ποσότηταμπορεί να περιέχει υγρασία και αντίστροφα, όσο πιο κρύος είναι ο αέρας, τόσο χαμηλότερη είναι η μέγιστη περιεκτικότητα σε ατμούς σε αυτόν.

Ας εξετάσουμε τώρα την αρχή της λειτουργίας άλλων τύπων υγρόμετρων, συσκευών μέτρησης των χαρακτηριστικών υγρασίας (από τα ελληνικά hygros - «υγρό» και metreo - «μετρώ»).

Υγρόμετρο μαλλιών(Εικ. 5) - μια συσκευή για τη μέτρηση της σχετικής υγρασίας, στην οποία τα μαλλιά, για παράδειγμα, τα ανθρώπινα μαλλιά, ενεργούν ως ενεργό στοιχείο.

Η δράση ενός υγρόμετρου μαλλιών βασίζεται στην ιδιότητα των μαλλιών χωρίς λίπος να αλλάζει το μήκος τους με αλλαγές στην υγρασία του αέρα (με την αύξηση της υγρασίας, το μήκος της τρίχας αυξάνεται, με τη μείωση, μειώνεται), γεγονός που επιτρέπει τη μέτρηση της σχετικής υγρασίας . Τα μαλλιά τεντώνονται πάνω από μεταλλικό σκελετό. Η αλλαγή στο μήκος των μαλλιών μεταδίδεται στο βέλος που κινείται κατά μήκος της κλίμακας. Θα πρέπει να θυμόμαστε ότι το υγρόμετρο μαλλιών δίνει ανακριβείς τιμές σχετικής υγρασίας και χρησιμοποιείται κυρίως για οικιακούς σκοπούς.

Πιο βολικό στη χρήση και ακριβή είναι μια τέτοια συσκευή μέτρησης σχετικής υγρασίας ως ψυχόμετρο (από άλλα ελληνικά ψυχρός - «κρύο») (Εικ. 6).

Το ψυχόμετρο αποτελείται από δύο θερμόμετρα, τα οποία είναι στερεωμένα σε μια κοινή κλίμακα. Ένα από τα θερμόμετρα ονομάζεται υγρό, επειδή είναι τυλιγμένο σε καμβέρικο, το οποίο είναι βυθισμένο σε μια δεξαμενή νερού που βρίσκεται στο πίσω μέρος της συσκευής. Το νερό εξατμίζεται από τον υγρό ιστό, το οποίο οδηγεί στην ψύξη του θερμομέτρου, η διαδικασία μείωσης της θερμοκρασίας του συνεχίζεται μέχρι να φτάσει στο στάδιο έως ότου ο ατμός κοντά στον υγρό ιστό φτάσει σε κορεσμό και το θερμόμετρο αρχίζει να δείχνει τη θερμοκρασία του σημείου δρόσου. Έτσι, ένα θερμόμετρο υγρού λαμπτήρα υποδεικνύει μια θερμοκρασία μικρότερη ή ίση με την πραγματική θερμοκρασία περιβάλλοντος. Το δεύτερο θερμόμετρο ονομάζεται ξηρό και δείχνει την πραγματική θερμοκρασία.

Στην θήκη της συσκευής, κατά κανόνα, απεικονίζεται επίσης ο λεγόμενος ψυχομετρικός πίνακας (Πίνακας 2). Χρησιμοποιώντας αυτόν τον πίνακα, η σχετική υγρασία του αέρα περιβάλλοντος μπορεί να προσδιοριστεί από την τιμή θερμοκρασίας που υποδεικνύεται από τον ξηρό λαμπτήρα και τη διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ του ξηρού και του υγρού λαμπτήρα.

Ωστόσο, ακόμη και χωρίς ένα τέτοιο τραπέζι στο χέρι, μπορείτε να προσδιορίσετε χονδρικά την ποσότητα υγρασίας χρησιμοποιώντας την ακόλουθη αρχή. Εάν οι ενδείξεις και των δύο θερμομέτρων είναι κοντά το ένα στο άλλο, τότε η εξάτμιση του νερού από ένα υγρό αντισταθμίζεται σχεδόν πλήρως από τη συμπύκνωση, δηλαδή η υγρασία του αέρα είναι υψηλή. Αν, αντίθετα, η διαφορά στις ενδείξεις του θερμομέτρου είναι μεγάλη, τότε η εξάτμιση από τον υγρό ιστό υπερισχύει της συμπύκνωσης και ο αέρας είναι ξηρός και η υγρασία χαμηλή.

Ας στραφούμε στους πίνακες που σας επιτρέπουν να προσδιορίσετε τα χαρακτηριστικά της υγρασίας του αέρα.

Θερμοκρασία,

Πίεση, mm rt. Τέχνη.

πυκνότητα ατμού,

Αυτί. 1. Πυκνότητα και πίεση κορεσμένων υδρατμών

Για άλλη μια φορά, σημειώνουμε ότι, όπως αναφέρθηκε προηγουμένως, η τιμή της πυκνότητας των κορεσμένων ατμών αυξάνεται με τη θερμοκρασία του, το ίδιο ισχύει και για την πίεση των κορεσμένων ατμών.

Αυτί. 2. Ψυχομετρικός πίνακας

Θυμηθείτε ότι η σχετική υγρασία καθορίζεται από την τιμή των ενδείξεων ξηρού λαμπτήρα (πρώτη στήλη) και τη διαφορά μεταξύ ξηρών και υγρών ενδείξεων (πρώτη σειρά).

Στο σημερινό μάθημα, γνωρίσαμε ένα σημαντικό χαρακτηριστικό του αέρα - την υγρασία του. Όπως έχουμε ήδη πει, η υγρασία την κρύα εποχή (τον χειμώνα) μειώνεται και τη ζεστή εποχή (καλοκαίρι) αυξάνεται. Είναι σημαντικό να μπορείτε να ρυθμίσετε αυτά τα φαινόμενα, για παράδειγμα, εάν είναι απαραίτητο να αυξήσετε την υγρασία, τοποθετήστε πολλές δεξαμενές νερού σε εσωτερικούς χώρους το χειμώνα για να βελτιώσετε τις διαδικασίες εξάτμισης, αλλά αυτή η μέθοδος θα είναι αποτελεσματική μόνο σε κατάλληλη θερμοκρασία, η οποία είναι υψηλότερη παρά έξω.

Στο επόμενο μάθημα, θα δούμε τι είναι το έργο του αερίου και την αρχή λειτουργίας ενός κινητήρα εσωτερικής καύσης.

Βιβλιογραφία

  1. Gendenstein L.E., Kaidalov A.B., Kozhevnikov V.B. / Εκδ. Orlova V.A., Roizena I.I. Φυσική 8. - Μ.: Μνημοσύνη.
  2. Peryshkin A.V. Φυσική 8. - Μ.: Bustard, 2010.
  3. Fadeeva A.A., Zasov A.V., Kiselev D.F. Φυσική 8. - Μ.: Διαφωτισμός.
  1. Διαδικτυακή πύλη "dic.academic.ru" ()
  2. Διαδικτυακή πύλη "baroma.ru" ()
  3. Διαδικτυακή πύλη "femto.com.ua" ()
  4. Διαδικτυακή πύλη "youtube.com" ()

Εργασία για το σπίτι
























Πίσω μπροστά

Προσοχή! Η προεπισκόπηση της διαφάνειας είναι μόνο για ενημερωτικούς σκοπούς και ενδέχεται να μην αντιπροσωπεύει την πλήρη έκταση της παρουσίασης. Εάν ενδιαφέρεστε για αυτό το έργο, κατεβάστε την πλήρη έκδοση.

  • προμηθεύω αφομοίωσηέννοια της υγρασίας του αέρα ;
  • αναπτύσσωφοιτητική ανεξαρτησία? σκέψη; ικανότητα εξαγωγής συμπερασμάτων, ανάπτυξη πρακτικών δεξιοτήτων κατά την εργασία με φυσικό εξοπλισμό.
  • προβολήπρακτική εφαρμογή και σημασία αυτής της φυσικής ποσότητας.

Είδος μαθήματος: νέο υλικό μάθησης .

Εξοπλισμός:

  • για μετωπική εργασία: ένα ποτήρι νερό, ένα θερμόμετρο, ένα κομμάτι γάζα. κλωστές, ψυχομετρικός πίνακας.
  • για επιδείξεις: ψυχόμετρο, υγρόμετρα μαλλιών και συμπύκνωσης, αχλάδι, αλκοόλ.

Κατά τη διάρκεια των μαθημάτων

I. Επανεξέταση και έλεγχος των εργασιών για το σπίτι

1. Διατυπώστε τον ορισμό των διαδικασιών εξάτμισης και συμπύκνωσης.

2. Ποιους τύπους εξάτμισης γνωρίζετε; Σε τι διαφέρουν μεταξύ τους;

3. Κάτω από ποιες συνθήκες εξατμίζεται το υγρό;

4. Από ποιους παράγοντες εξαρτάται ο ρυθμός εξάτμισης;

5. Ποια είναι η ειδική θερμότητα της εξάτμισης;

6. Σε ποια ποσότητα θερμότητας που παρέχεται κατά την εξάτμιση δαπανάται;

7. Γιατί το hello jar είναι πιο εύκολο;

8. Είναι η εσωτερική ενέργεια 1 kg νερού και ατμού ίδια σε θερμοκρασία 100 ° C

9. Γιατί το νερό σε ένα μπουκάλι ερμητικά κλεισμένο με φελλό δεν εξατμίζεται;

II. Μαθαίνοντας νέα υλικό

Οι υδρατμοί στον αέρα, παρά την τεράστια επιφάνεια των ποταμών, των λιμνών, των ωκεανών, δεν είναι κορεσμένοι, η ατμόσφαιρα είναι ένα ανοιχτό σκάφος. Η κίνηση των αέριων μαζών οδηγεί στο γεγονός ότι σε ορισμένα σημεία μέσα αυτή τη στιγμήΗ εξάτμιση του νερού υπερισχύει της συμπύκνωσης και αντίστροφα σε άλλες.

Ο ατμοσφαιρικός αέρας είναι ένα μείγμα από διάφορα αέρια και υδρατμούς.

Η πίεση που θα παρήγαγε ο υδρατμός αν απουσίαζαν όλα τα άλλα αέρια ονομάζεται μερική πίεση (ή ελαστικότητα) υδρατμούς.

Η πυκνότητα των υδρατμών που περιέχονται στον αέρα μπορεί να ληφθεί ως χαρακτηριστικό της υγρασίας του αέρα. Αυτή η τιμή ονομάζεται απόλυτη υγρασία [g/m 3].

Η γνώση της μερικής πίεσης των υδρατμών ή της απόλυτης υγρασίας δεν λέει τίποτα για το πόσο απέχει οι υδρατμοί από τον κορεσμό.

Για να γίνει αυτό, εισάγεται μια τιμή που δείχνει πόσο κοντά είναι οι υδρατμοί σε μια δεδομένη θερμοκρασία στον κορεσμό - σχετική υγρασία.

Σχετική υγρασία ονομάζεται λόγος απόλυτης υγρασίας στην πυκνότητα 0 των κορεσμένων υδρατμών στην ίδια θερμοκρασία, εκφρασμένη ως ποσοστό.

P - μερική πίεση σε μια δεδομένη θερμοκρασία.

P 0 - πίεση κορεσμένου ατμού στην ίδια θερμοκρασία.

απόλυτη υγρασία;

0 είναι η πυκνότητα των κορεσμένων υδρατμών σε μια δεδομένη θερμοκρασία.

Η πίεση και η πυκνότητα των κορεσμένων ατμών σε διάφορες θερμοκρασίες μπορούν να βρεθούν χρησιμοποιώντας ειδικούς πίνακες.

Όταν ο υγρός αέρας ψύχεται σε σταθερή πίεση, η σχετική υγρασία του αυξάνεται, όσο χαμηλότερη είναι η θερμοκρασία, τόσο πιο κοντά είναι η μερική πίεση ατμών στον αέρα στην πίεση κορεσμένων ατμών.

Θερμοκρασία t, στο οποίο πρέπει να ψύχεται ο αέρας έτσι ώστε ο ατμός σε αυτόν να φτάσει σε κατάσταση κορεσμού (σε δεδομένη υγρασία, αέρα και σταθερή πίεση), λέγεται σημείο δρόσου.

Πίεση κορεσμένων υδρατμών σε θερμοκρασία αέρα ίση με σημείο δρόσου, είναι η μερική πίεση των υδρατμών στην ατμόσφαιρα. Καθώς ο αέρας κρυώνει μέχρι το σημείο δρόσου, οι ατμοί αρχίζουν να συμπυκνώνονται. : εμφανίζεται ομίχλη, πέφτει δροσιά.Το σημείο δρόσου χαρακτηρίζει και την υγρασία του αέρα.

Η υγρασία του αέρα μπορεί να προσδιοριστεί με ειδικές συσκευές.

1. Υγρόμετρο συμπύκνωσης

Χρησιμοποιείται για τον προσδιορισμό του σημείου δρόσου. Αυτός είναι ο πιο ακριβής τρόπος αλλαγής της σχετικής υγρασίας.

2. Υγρόμετρο μαλλιών

Η δράση του βασίζεται στην ιδιότητα των απολιπασμένων ανθρώπινων μαλλιών Μεκαι επιμηκύνονται με την αύξηση της σχετικής υγρασίας.

Χρησιμοποιείται σε περιπτώσεις που δεν απαιτείται υψηλή ακρίβεια στον προσδιορισμό της υγρασίας του αέρα.

3. Ψυχόμετρο

Συνήθως χρησιμοποιείται σε περιπτώσεις όπου απαιτείται επαρκώς ακριβής και γρήγορος προσδιορισμός της υγρασίας του αέρα.

Η αξία της υγρασίας του αέρα για τους ζωντανούς οργανισμούς

Σε θερμοκρασία 20-25°C, ο αέρας με σχετική υγρασία 40% έως 60% θεωρείται ο πιο ευνοϊκός για τη ζωή του ανθρώπου. Όταν το περιβάλλον έχει θερμοκρασία μεγαλύτερη από τη θερμοκρασία του ανθρώπινου σώματος, υπάρχει αυξημένη εφίδρωση. Η άφθονη εφίδρωση οδηγεί σε ψύξη του σώματος. Ωστόσο, μια τέτοια εφίδρωση είναι μια σημαντική επιβάρυνση για ένα άτομο.

Η σχετική υγρασία κάτω από 40% σε κανονική θερμοκρασία αέρα είναι επίσης επιβλαβής, καθώς οδηγεί σε αυξημένη απώλεια υγρασίας στους οργανισμούς, η οποία οδηγεί σε αφυδάτωση. Ιδιαίτερα χαμηλή υγρασία εσωτερικού αέρα το χειμώνα. είναι 10-20%. Σε χαμηλή υγρασία αέρα, ταχεία εξάτμισηυγρασία από την επιφάνεια και ξήρανση του βλεννογόνου της μύτης, του λάρυγγα, των πνευμόνων, που μπορεί να οδηγήσει σε επιδείνωση της ευημερίας. Επίσης, σε χαμηλή υγρασία αέρα στο εξωτερικό περιβάλλον, οι παθογόνοι μικροοργανισμοί επιμένουν περισσότερο και περισσότερο στατικό φορτίο συσσωρεύεται στην επιφάνεια των αντικειμένων. Ως εκ τούτου, το χειμώνα, η ύγρανση πραγματοποιείται σε οικιστικούς χώρους χρησιμοποιώντας πορώδεις υγραντήρες. Τα φυτά είναι καλά ενυδατικά.

Αν η σχετική υγρασία είναι υψηλή, τότε λέμε ότι ο αέρας υγρό και αποπνικτικό. Η υψηλή υγρασία είναι καταθλιπτική επειδή η εξάτμιση είναι πολύ αργή. Η συγκέντρωση των υδρατμών στον αέρα σε αυτή την περίπτωση είναι υψηλή, με αποτέλεσμα τα μόρια του αέρα να επιστρέφουν στο υγρό σχεδόν τόσο γρήγορα όσο εξατμίζονται. Εάν ο ιδρώτας από το σώμα εξατμίζεται αργά, τότε το σώμα ψύχεται πολύ αδύναμα και δεν αισθανόμαστε αρκετά άνετα. Σε 100% σχετική υγρασία, η εξάτμιση δεν μπορεί να συμβεί καθόλου - υπό τέτοιες συνθήκες, τα βρεγμένα ρούχα ή το υγρό δέρμα δεν θα στεγνώσουν ποτέ.

Από το μάθημα της βιολογίας, γνωρίζετε για τις διάφορες προσαρμογές των φυτών σε άνυδρες περιοχές. Αλλά τα φυτά είναι προσαρμοσμένα στην υψηλή υγρασία. Έτσι, η πατρίδα του Monstera είναι υγρή ισημερινό δάσοςΤο Monstera σε σχετική υγρασία κοντά στο 100% «κλαίει», αφαιρεί την περίσσεια υγρασία μέσα από τρύπες στα φύλλα - υδάθοδοι. Στα σύγχρονα κτίρια, ο κλιματισμός χρησιμοποιείται για τη δημιουργία και τη διατήρηση περιβάλλοντος αέρα εσωτερικών χώρων που είναι πιο ευνοϊκό για την ευημερία των ανθρώπων. Ταυτόχρονα, η θερμοκρασία, η υγρασία, η σύσταση του αέρα ρυθμίζονται αυτόματα.

Η υγρασία παίζει σημαντικό ρόλο στον σχηματισμό παγετού. Εάν η υγρασία είναι υψηλή και ο αέρας πλησιάζει τον κορεσμό ατμών, τότε όταν πέσει η θερμοκρασία, ο αέρας μπορεί να κορεσθεί και να αρχίσει να πέφτει δροσιά. Όταν όμως οι υδρατμοί συμπυκνώνονται, απελευθερώνεται ενέργεια (η ειδική θερμότητα της εξάτμισης σε μια θερμοκρασία κοντά στους 0 ° C είναι 2490 kJ / kg), επομένως, ο αέρας κοντά στην επιφάνεια του εδάφους κατά τη διάρκεια του σχηματισμού δρόσου δεν θα κρυώσει κάτω από το σημείο δρόσου και η πιθανότητα παγετού θα μειωθεί. Η πιθανότητα παγώματος εξαρτάται, πρώτον, από την ταχύτητα μείωσης της θερμοκρασίας και,

Δεύτερον, από την υγρασία του αέρα. Αρκεί να γνωρίζουμε ένα από αυτά τα δεδομένα για να προβλέψουμε λίγο πολύ με ακρίβεια την πιθανότητα παγώματος.

Επιθεώρηση των ερωτήσεων:

  1. Τι σημαίνει υγρασία αέρα;
  2. Ποια είναι η απόλυτη υγρασία του αέρα; Ποιος τύπος εκφράζει το νόημα αυτής της έννοιας; Σε ποιες μονάδες εκφράζεται;
  3. Τι είναι η πίεση υδρατμών;
  4. Ποια είναι η σχετική υγρασία του αέρα; Ποιοι τύποι εκφράζουν το νόημα αυτής της έννοιας στη φυσική και τη μετεωρολογία; Σε ποιες μονάδες εκφράζεται;
  5. Σχετική υγρασία 70%, τι σημαίνει αυτό;
  6. Τι ονομάζεται σημείο δρόσου;

Ποια όργανα χρησιμοποιούνται για τη μέτρηση της υγρασίας του αέρα; Τι είναι υποκειμενικά συναισθήματαανθρώπινη υγρασία; Αφού σχεδιάσετε μια εικόνα, εξηγήστε τη δομή και την αρχή λειτουργίας ενός υγρόμετρου τρίχας και συμπύκνωσης και ενός ψυχόμετρου.

Εργαστηριακή εργασία Νο 4 «Μέτρηση της σχετικής υγρασίας του αέρα»

Σκοπός: να μάθουν πώς να προσδιορίζουν τη σχετική υγρασία του αέρα, να αναπτύξουν πρακτικές δεξιότητες κατά την εργασία με φυσικό εξοπλισμό.

Εξοπλισμός: θερμόμετρο, επίδεσμος γάζας, νερό, ψυχομετρικό τραπέζι

Κατά τη διάρκεια των μαθημάτων

Πριν από την εκτέλεση της εργασίας, είναι απαραίτητο να επιστήσουμε την προσοχή των μαθητών όχι μόνο στο περιεχόμενο και την πρόοδο της εργασίας, αλλά και στους κανόνες χειρισμού θερμομέτρων και γυάλινων δοχείων. Πρέπει να υπενθυμίσουμε ότι όλη την ώρα, ενώ το θερμόμετρο δεν χρησιμοποιείται για μετρήσεις, πρέπει να είναι στη θήκη. Κατά τη μέτρηση της θερμοκρασίας, το θερμόμετρο πρέπει να συγκρατείται από το πάνω άκρο. Αυτό θα σας επιτρέψει να προσδιορίσετε τη θερμοκρασία με τη μεγαλύτερη ακρίβεια.

Οι πρώτες μετρήσεις θερμοκρασίας πρέπει να γίνονται με θερμόμετρο ξηρής λάμπας Αυτή η θερμοκρασία στο αμφιθέατρο δεν θα αλλάξει κατά τη λειτουργία.

Για να μετρήσετε τη θερμοκρασία με ένα υγρό θερμόμετρο λαμπτήρα, είναι προτιμότερο να πάρετε ένα κομμάτι γάζα ως πανί. Η γάζα απορροφά πολύ καλά και μετακινεί το νερό από το υγρό άκρο στο στεγνό άκρο.

Χρησιμοποιώντας έναν ψυχομετρικό πίνακα, είναι εύκολο να προσδιοριστεί η τιμή σχετικής υγρασίας.

Αφήνω t c = h= 22 °C, t m \u003d t 2= 19 °C. Επειτα t = tc- 1 W = 3 °C.

Βρείτε τη σχετική υγρασία από τον πίνακα. Στην περίπτωση αυτή ισούται με 76%.

Για σύγκριση, μπορείτε να μετρήσετε τη σχετική υγρασία του αέρα έξω. Για να γίνει αυτό, μπορεί να ζητηθεί από μια ομάδα δύο ή τριών μαθητών που έχουν ολοκληρώσει επιτυχώς το κύριο μέρος της εργασίας να κάνουν παρόμοιες μετρήσεις στο δρόμο. Αυτό δεν πρέπει να διαρκέσει περισσότερο από 5 λεπτά. Η λαμβανόμενη τιμή υγρασίας μπορεί να συγκριθεί με την υγρασία στην τάξη.

Τα αποτελέσματα της εργασίας συνοψίζονται στα συμπεράσματα. Θα πρέπει να σημειώνουν όχι μόνο τις επίσημες τιμές των τελικών αποτελεσμάτων, αλλά και να υποδεικνύουν τους λόγους που οδηγούν σε σφάλματα.

III. Επίλυση προβλήματος

Από αυτό εργαστηριακές εργασίεςαρκετά απλό σε περιεχόμενο και μικρό σε όγκο, το υπόλοιπο μάθημα μπορεί να αφιερωθεί στην επίλυση προβλημάτων σχετικά με το υπό μελέτη θέμα. Για την επίλυση προβλημάτων, δεν είναι απαραίτητο όλοι οι μαθητές να αρχίσουν να τα λύνουν ταυτόχρονα. Καθώς προχωρά η εργασία, μπορούν να λαμβάνουν εργασίες μεμονωμένα.

Μπορούν να προταθούν οι ακόλουθες απλές εργασίες:

Έξω πέφτει κρύα φθινοπωρινή βροχή. Σε ποια περίπτωση θα στεγνώσουν γρηγορότερα τα ρούχα που κρέμονται στην κουζίνα: όταν το παράθυρο είναι ανοιχτό ή όταν είναι κλειστό; Γιατί;

Η υγρασία είναι 78% και η ένδειξη ξηρού λαμπτήρα είναι 12°C. Τι θερμοκρασία δείχνει ένα υγρό θερμόμετρο λάμπας; (Απάντηση: 10 °C.)

Η διαφορά μεταξύ των ενδείξεων του ξηρού και του υγρού θερμομέτρου είναι 4°C. Σχετική υγρασία αέρα 60%. Ποιες είναι οι ενδείξεις ξηρού και υγρού λαμπτήρα; (Απάντηση: t c -l9°С, t m= 10 °C.)

Εργασία για το σπίτι

  • Επαναλάβετε την παράγραφο 17 του σχολικού βιβλίου.
  • Αριθμός εργασίας 3. Σελ. 43.

Μηνύματα μαθητών για το ρόλο της εξάτμισης στη ζωή των φυτών και των ζώων.

Εξάτμιση στη ζωή των φυτών

Για την κανονική ύπαρξη ενός φυτικού κυττάρου, πρέπει να είναι κορεσμένο με νερό. Για τα φύκια, είναι φυσικό επακόλουθο των συνθηκών ύπαρξής τους· για τα φυτά της γης, επιτυγχάνεται ως αποτέλεσμα δύο αντίθετων διεργασιών: απορρόφηση νερού από τις ρίζες και εξάτμιση. Για επιτυχή φωτοσύνθεση, τα κύτταρα που φέρουν χλωροφύλλη των χερσαίων φυτών πρέπει να διατηρούν την πιο στενή επαφή με την περιβάλλουσα ατμόσφαιρα, η οποία τους τροφοδοτεί με το διοξείδιο του άνθρακα που χρειάζονται. Ωστόσο, αυτή η στενή επαφή οδηγεί αναπόφευκτα στο γεγονός ότι το νερό που κορεστεί τα κύτταρα εξατμίζεται συνεχώς στον περιβάλλοντα χώρο και η ίδια ηλιακή ενέργεια που παρέχει την ενέργεια που απαιτείται για τη φωτοσύνθεση στο φυτό, απορροφούμενη από τη χλωροφύλλη, συμβάλλει στη θέρμανση του το φύλλο, και ως εκ τούτου στην εντατικοποίηση της διαδικασίας εξάτμισης.

Πολύ λίγα και, επιπλέον, φυτά χαμηλής οργάνωσης, όπως τα βρύα και οι λειχήνες, αντέχουν σε μεγάλες διακοπές στην παροχή νερού και αντέχουν αυτή τη φορά σε κατάσταση πλήρους εξαφάνισης. Από τα ανώτερα φυτά, μόνο ορισμένοι εκπρόσωποι της βραχώδους και της ερήμου χλωρίδας είναι ικανοί για αυτό, για παράδειγμα, σπαθιά, κοινή στην άμμο του Karakum. Για τη συντριπτική πλειονότητα των μεγάλων φυτών, μια τέτοια ξήρανση θα ήταν θανατηφόρα και επομένως η εκροή νερού τους είναι περίπου ίση με την εισροή του.

Για να φανταστούμε την κλίμακα της εξάτμισης του νερού από τα φυτά, ας δώσουμε το εξής παράδειγμα: σε μια καλλιεργητική περίοδο, μια ανθοφορία ηλίανθου ή καλαμποκιού εξατμίζεται έως και 200 ​​κιλά ή περισσότερο νερό, δηλαδή ένα βαρέλι στερεού μεγέθους! Με μια τέτοια ενεργειακή κατανάλωση, δεν απαιτείται λιγότερο ενεργητική εξόρυξη νερού. Για αυτό (το ριζικό σύστημα μεγαλώνει, οι διαστάσεις του οποίου είναι τεράστιες, ο αριθμός των ριζών και των τριχών της ρίζας για τη χειμερινή σίκαλη έδωσε τους ακόλουθους εκπληκτικούς αριθμούς: υπήρχαν σχεδόν δεκατέσσερα εκατομμύρια ρίζες, το συνολικό μήκος όλων των ριζών είναι 600 km και Η συνολική επιφάνεια είναι περίπου 225 m 2. Σε αυτές τις ρίζες υπήρχαν περίπου 15 δισεκατομμύρια τρίχες ρίζας με συνολική επιφάνεια 400 m 2.

Η ποσότητα νερού που χρησιμοποιεί ένα φυτό κατά τη διάρκεια της ζωής του εξαρτάται σε μεγάλο βαθμό από το κλίμα. Σε ένα ζεστό ξηρό κλίμα, τα φυτά καταναλώνουν όχι λιγότερο, και μερικές φορές ακόμη περισσότερο νερό από ό,τι σε ένα πιο υγρό κλίμα, αυτά τα φυτά έχουν πιο ανεπτυγμένο ριζικό σύστημα και λιγότερο ανεπτυγμένη επιφάνεια φύλλων. Φυτά υγρών, σκιερών τροπικών δασών, ακτών υδάτινων σωμάτων καταναλώνουν το λιγότερο νερό: έχουν λεπτά φαρδιά φύλλα, αδύναμη ρίζα και αγώγιμα συστήματα. Τα φυτά σε άνυδρες περιοχές, όπου υπάρχει πολύ λίγο νερό στο έδαφος και ο αέρας είναι ζεστός και ξηρός, έχουν διάφορες μεθόδους προσαρμογής σε αυτές τις σκληρές συνθήκες. Τα φυτά της ερήμου είναι ενδιαφέροντα. Αυτά είναι, για παράδειγμα, φυτά κάκτων με χοντρούς σαρκώδεις κορμούς, τα φύλλα των οποίων έχουν μετατραπεί σε αγκάθια. Έχουν μικρή επιφάνεια με μεγάλο όγκο, παχιά καλύμματα, ελάχιστα διαπερατά από το νερό και τους υδρατμούς, με λίγες, σχεδόν πάντα κλειστές στομίες. Επομένως, ακόμη και σε υπερβολική ζέστη, οι κάκτοι εξατμίζουν λίγο νερό.

Άλλα φυτά της ζώνης της ερήμου (αγκάθι καμήλας, μηδική στέπας, αψιθιά) έχουν λεπτά φύλλα με ορθάνοιχτα στομάχια, τα οποία αφομοιώνονται έντονα και εξατμίζονται, λόγω των οποίων η θερμοκρασία των φύλλων μειώνεται σημαντικά. Συχνά τα φύλλα καλύπτονται με ένα παχύ στρώμα γκρίζων ή λευκών τριχών, που αντιπροσωπεύει ένα είδος ημιδιαφανούς οθόνης που προστατεύει τα φυτά από την υπερθέρμανση και μειώνει την ένταση της εξάτμισης.

Πολλά φυτά της ερήμου (πουπουλόχορτο, ρείκι, ρείκι) έχουν σκληρά, δερματώδη φύλλα. Τέτοια φυτά είναι σε θέση να ανέχονται τον παρατεταμένο μαρασμό. Αυτή τη στιγμή, τα φύλλα τους είναι στριμμένα σε ένα σωλήνα και τα στομάχια βρίσκονται μέσα σε αυτόν.

Οι συνθήκες εξάτμισης αλλάζουν δραματικά το χειμώνα. Από το παγωμένο έδαφος, οι ρίζες δεν μπορούν να απορροφήσουν νερό. Επομένως, λόγω της πτώσης των φύλλων, η εξάτμιση της υγρασίας από το φυτό μειώνεται. Επιπλέον, ελλείψει φύλλων, λιγότερο χιόνι παραμένει στο στέμμα, το οποίο προστατεύει τα φυτά από μηχανικές βλάβες.

Ο ρόλος των διεργασιών εξάτμισης για τους ζωικούς οργανισμούς

Η εξάτμιση είναι ο πιο εύκολα ελεγχόμενος τρόπος μείωσης εσωτερική ενέργεια. Οποιεσδήποτε συνθήκες εμποδίζουν το ζευγάρωμα παραβιάζουν τη ρύθμιση της μεταφοράς θερμότητας του σώματος. Έτσι, το δέρμα, το καουτσούκ, το λαδόπανο, τα συνθετικά ρούχα δυσκολεύουν τη ρύθμιση της θερμοκρασίας του σώματος.

Η εφίδρωση παίζει σημαντικό ρόλο στη θερμορύθμιση του σώματος, εξασφαλίζει τη σταθερότητα της θερμοκρασίας του σώματος ενός ανθρώπου ή ενός ζώου. Λόγω της εξάτμισης του ιδρώτα, η εσωτερική ενέργεια μειώνεται, χάρη στην οποία το σώμα ψύχεται.

Ο αέρας με σχετική υγρασία 40 έως 60% θεωρείται φυσιολογικός για την ανθρώπινη ζωή. Όταν το περιβάλλον έχει θερμοκρασία μεγαλύτερη από το ανθρώπινο σώμα, τότε υπάρχει αύξηση. Η άφθονη εφίδρωση οδηγεί σε ψύξη του σώματος, βοηθά στην εργασία σε συνθήκες υψηλή θερμοκρασία. Ωστόσο, μια τέτοια ενεργή εφίδρωση είναι σημαντική επιβάρυνση για έναν άνθρωπο! Εάν, ταυτόχρονα, η απόλυτη υγρασία είναι υψηλή, τότε η ζωή και η εργασία γίνονται ακόμη πιο δύσκολες (υγροί τροπικοί χώροι, μερικά εργαστήρια, για παράδειγμα, βαφή).

Η σχετική υγρασία κάτω από 40% σε κανονική θερμοκρασία αέρα είναι επίσης επιβλαβής, καθώς οδηγεί σε αυξημένη απώλεια υγρασίας από τον οργανισμό, η οποία οδηγεί σε αφυδάτωση.

Από την άποψη της θερμορύθμισης και του ρόλου των διεργασιών εξάτμισης, ορισμένα έμβια όντα είναι πολύ ενδιαφέροντα. Είναι γνωστό, για παράδειγμα, ότι μια καμήλα δεν μπορεί να πιει για δύο εβδομάδες. Αυτό εξηγείται από το γεγονός ότι καταναλώνει νερό πολύ οικονομικά. Η καμήλα μετά βίας ιδρώνει ακόμα και σε ζέστη σαράντα βαθμών. Το σώμα του καλύπτεται με πυκνά και πυκνά μαλλιά - το μαλλί σώζει από υπερθέρμανση (στην πλάτη μιας καμήλας ένα ζεστό απόγευμα, θερμαίνεται σε ογδόντα βαθμούς και το δέρμα κάτω από αυτό είναι μόνο μέχρι σαράντα!). Το μαλλί εμποδίζει επίσης την εξάτμιση της υγρασίας από το σώμα (σε μια κουρεμένη καμήλα, η εφίδρωση αυξάνεται κατά 50%). Μια καμήλα ποτέ, ακόμα και στην πιο δυνατή ζέστη, δεν ανοίγει το στόμα της: άλλωστε, αν ανοίξεις διάπλατα το στόμα σου, εξατμίζεις πολύ νερό από τον βλεννογόνο της στοματικής κοιλότητας! Ο αναπνευστικός ρυθμός μιας καμήλας είναι πολύ χαμηλός - 8 φορές το λεπτό. Λόγω αυτού, λιγότερο νερό αφήνει το σώμα με αέρα. Στη ζέστη, όμως, ο ρυθμός αναπνοής του αυξάνεται σε 16 φορές το λεπτό. (Συγκρίνετε: ένας ταύρος υπό τις ίδιες συνθήκες αναπνέει 250, και ένας σκύλος - 300-400 φορές ανά λεπτό.) Επιπλέον, η θερμοκρασία του σώματος της καμήλας πέφτει στους 34 ° τη νύχτα και κατά τη διάρκεια της ημέρας, στη ζέστη, αυξάνεται στους 40 -41 °. Αυτό είναι πολύ σημαντικό για την εξοικονόμηση νερού. Η καμήλα διαθέτει επίσης μια πολύ περίεργη συσκευή αποθήκευσης νερού για το μέλλον.Είναι γνωστό ότι από το λίπος, όταν «καίει» στο σώμα, προκύπτει πολύ νερό - 107 g στα 100 g λίπους. Έτσι, αν χρειαστεί, μια καμήλα μπορεί να βγάλει έως και μισό εκατοστό νερό από τις καμπούρες της.

Από πλευράς οικονομίας στην κατανάλωση νερού, τα αμερικάνικα jerboa jumpers (αρουραίοι καγκουρό) είναι ακόμα πιο εκπληκτικά. Δεν πίνουν ποτέ καθόλου. Οι αρουραίοι καγκουρό ζουν επίσης στην έρημο της Αριζόνα και ροκανίζουν σπόρους και ξερά χόρτα. Σχεδόν όλο το νερό που υπάρχει στο σώμα τους είναι ενδογενές, δηλ. που παράγεται στα κύτταρα κατά την πέψη της τροφής. Πειράματα έδειξαν ότι από 100 γραμμάρια μαργαριταρένιου κριθαριού, που τάισαν σε αρουραίους καγκουρό, έλαβαν, έχοντας χωνέψει και οξειδώσει, 54 γραμμάρια νερό!

Οι αερόσακοι παίζουν σημαντικό ρόλο στη θερμορύθμιση των πτηνών. Σε ζεστό καιρό, η υγρασία εξατμίζεται από την εσωτερική επιφάνεια των αερόσακων, γεγονός που βοηθά στην ψύξη του σώματος. II σύνδεση με αυτό το πουλί μέσα ζεστός καιρόςανοίγει το ράμφος. (Katz //./> Βιοφυσική στα μαθήματα της φυσικής. - M .: Εκπαίδευση, 1974).

ν. Ανεξάρτητη εργασία

Οι οποίες ποσότητα θερμότητας που απελευθερώνεται MRIπλήρης καύση 20 κιλά λιθάνθρακα? (Απάντηση: 418 MJ)

Πόση θερμότητα θα απελευθερωθεί κατά την πλήρη καύση 50 λίτρων μεθανίου; Πάρτε την πυκνότητα του μεθανίου ίση με 0,7 kg / m 3. (Απάντηση: -1.7 MJ)

Σε ένα ποτήρι γιαούρτι γράφει: ενεργειακή αξία 72 kcal. Εκφράστε την ενεργειακή αξία του προϊόντος σε J.

Η θερμιδική αξία μιας ημερήσιας μερίδας φαγητού για μαθητές της ηλικίας σας είναι περίπου 1,2 MJ.

1) Σας αρκεί η κατανάλωση για 100 γρ λιπαρό τυρί κότατζ, 50 γρ σταρένιο ψωμί, 50 γρ μοσχαρίσιο κρέας και 200 ​​γρ πατάτες. Απαιτούμενα πρόσθετα δεδομένα:

  • λιπαρό τυρί cottage 9755;
  • σιταρένιο ψωμί 9261;
  • μοσχάρι 7524;
  • πατάτες 3776.

2) Σας αρκεί να καταναλώνετε κατά τη διάρκεια της ημέρας 100 γρ πέρκα, 50 γρ φρέσκα αγγούρια, 200 γρ σταφύλια, 100 γρ ψωμί σικάλεως, 20 γρ ηλιέλαιοκαι 150 γρ κρεμώδες παγωτό.

Ειδική θερμότητα καύσης q x ​​10 3, J / kg:

  • πέρκα 3520;
  • φρέσκα αγγούρια 572;
  • σταφύλια 2400?
  • ψωμί σίκαλης 8884;
  • ηλιέλαιο 38900;
  • κρεμώδες παγωτό 7498. ,

(Απάντηση: 1) Καταναλώθηκαν περίπου 2,2 MJ - αρκετά. 2) Καταναλώνεται Προς την 3,7 MJ είναι αρκετά.)

Όταν προετοιμάζεστε για μαθήματα για δύο ώρες, ξοδεύετε περίπου 800 kJ ενέργειας. Θα αποκαταστήσετε την ενέργεια εάν πιείτε 200 ml αποβουτυρωμένο γάλα και φάτε 50 γραμμάρια σταρένιο ψωμί; Η πυκνότητα του αποβουτυρωμένου γάλακτος είναι 1036 kg/m 3 . (Απάντηση:Καταναλώνεται περίπου 1 MJ - αρκετά.)

Το νερό από το ποτήρι χύθηκε σε ένα δοχείο που θερμάνθηκε από τη φλόγα μιας λάμπας αλκοόλης και εξατμίστηκε. Υπολογίστε τη μάζα του καμένου αλκοόλ. Οι απώλειες θέρμανσης σκαφών και θέρμανσης αέρα μπορούν να παραμεληθούν. (Απάντηση: 1,26 γρ.)

  • Πόση θερμότητα θα απελευθερωθεί κατά την πλήρη καύση 1 τόνου ανθρακίτη; (Απάντηση: 26.8. 109 J.)
  • Ποια μάζα βιοαερίου πρέπει να καεί για να απελευθερωθούν 50 MJ θερμότητας; (Απάντηση: 2κιλό.)
  • Ποια είναι η ποσότητα θερμότητας που απελευθερώνεται κατά την καύση 5 λίτρων μαζούτ. Σχεδία nessπάρτε μαζούτ ίσο με 890 kg / m 3. (Απάντηση:κατά προσέγγιση 173 MJ.)

Στο κουτί των γλυκών αναγράφεται: η περιεκτικότητα σε θερμίδες των 100 g είναι 580 kcal. Εκφράστε την περιεκτικότητα σε nyl του προϊόντος σε J.

Διαβάστε τις ετικέτες των διαφόρων προϊόντων διατροφής. Γράψτε την ενέργεια Εγώ μεποια αξία (θερμιδική περιεκτικότητα) των προϊόντων, εκφράζοντας την σε joules ή ka-Yuri (χιλοθερμίδες).

Όταν κάνετε ποδήλατο για 1 ώρα, ξοδεύετε περίπου 2.260.000 J ενέργειας. Θα αποκαταστήσετε το ενεργειακό σας απόθεμα αν φάτε 200 γραμμάρια κεράσια;

Η υγρασία είναι ένα σημαντικό χαρακτηριστικό του περιβάλλοντος. Αλλά δεν καταλαβαίνουν όλοι πλήρως τι σημαίνει τα δελτία καιρού. και η απόλυτη υγρασία είναι σχετικές έννοιες. Δεν είναι δυνατόν να κατανοήσουμε την ουσία του ενός χωρίς να κατανοήσουμε το άλλο.

Αέρας και υγρασία

Ο αέρας περιέχει ένα μείγμα ουσιών σε αέρια κατάσταση. Το πρώτο είναι το άζωτο και το οξυγόνο. τους μέσα γενική σύνθεση(100%) περιέχει περίπου 75% και 23% κατά βάρος, αντίστοιχα. Περίπου 1,3% αργό, λιγότερο από 0,05% είναι διοξείδιο του άνθρακα. Το υπόλοιπο (που λείπει περίπου 0,005% συνολικά) είναι ξένον, υδρογόνο, κρυπτόν, ήλιο, μεθάνιο και νέον.

Υπάρχει επίσης μια σταθερή ποσότητα υγρασίας στον αέρα. Εισέρχεται στην ατμόσφαιρα μετά την εξάτμιση των μορίων του νερού από τους ωκεανούς του κόσμου, από υγρό έδαφος. Σε έναν κλειστό χώρο, το περιεχόμενό του μπορεί να διαφέρει από εξωτερικό περιβάλλονκαι ανάλογα με τη διαθεσιμότητα πρόσθετες πηγέςεισοδήματος και κατανάλωσης.

Για ακριβέστερο ορισμό φυσικά χαρακτηριστικάκαι ποσοτικοί δείκτες, χρησιμοποιούνται δύο έννοιες: σχετική υγρασία και απόλυτη υγρασία. Στην καθημερινή ζωή, σχηματίζεται περίσσεια κατά το στέγνωμα των ρούχων, κατά τη διαδικασία μαγειρέματος. Οι άνθρωποι και τα ζώα το εκκρίνουν με την αναπνοή, τα φυτά ως αποτέλεσμα της ανταλλαγής αερίων. Στην παραγωγή, μια αλλαγή στην αναλογία των υδρατμών μπορεί να συσχετιστεί με συμπύκνωση κατά τις αλλαγές θερμοκρασίας.

Απόλυτο και χαρακτηριστικά της χρήσης του όρου

Πόσο σημαντικό είναι να γνωρίζουμε την ακριβή ποσότητα υδρατμών στην ατμόσφαιρα; Αυτές οι παράμετροι χρησιμοποιούνται για τον υπολογισμό των μετεωρολογικών προβλέψεων, της πιθανότητας βροχόπτωσης και του όγκου της και των διαδρομών κίνησης των μετώπων. Με βάση αυτό, προσδιορίζονται οι κίνδυνοι κυκλώνων και ιδιαίτερα τυφώνων, που μπορούν να αποτελέσουν σοβαρό κίνδυνο για την περιοχή.

Ποια είναι η διαφορά μεταξύ των δύο εννοιών; Κοινώς, τόσο η σχετική υγρασία όσο και η απόλυτη υγρασία δείχνουν την ποσότητα των υδρατμών στον αέρα. Αλλά ο πρώτος δείκτης καθορίζεται από τον υπολογισμό. Το δεύτερο μπορεί να μετρηθεί με φυσικές μεθόδους με το αποτέλεσμα σε g/m 3 .

Ωστόσο, με μια αλλαγή στη θερμοκρασία περιβάλλοντος, αυτοί οι δείκτες αλλάζουν. Είναι γνωστό ότι η μέγιστη ποσότητα υδρατμών που μπορεί να περιέχεται στον αέρα είναι η απόλυτη υγρασία. Αλλά για τις λειτουργίες +1°C και +10°C αυτές οι τιμές θα είναι διαφορετικές.

Η εξάρτηση της ποσοτικής περιεκτικότητας σε υδρατμούς του αέρα από τη θερμοκρασία εμφανίζεται στον δείκτη σχετικής υγρασίας. Υπολογίζεται χρησιμοποιώντας έναν τύπο. Το αποτέλεσμα εκφράζεται σε ποσοστό(αντικειμενικός δείκτης της μέγιστης δυνατής τιμής).

Επιρροή των περιβαλλοντικών συνθηκών

Πώς θα αλλάξει η απόλυτη και η σχετική υγρασία του αέρα με αύξηση της θερμοκρασίας, για παράδειγμα, από +15°C σε +25°C; Με την αύξησή του αυξάνεται η πίεση των υδρατμών. Αυτό σημαίνει ότι περισσότερα μόρια νερού θα χωρέσουν σε μονάδα όγκου (1 m3). Ως αποτέλεσμα, αυξάνεται και η απόλυτη υγρασία. Ο σχετικός τότε θα μειωθεί. Αυτό οφείλεται στο γεγονός ότι η πραγματική περιεκτικότητα σε υδρατμούς παρέμεινε στο ίδιο επίπεδο, αλλά η μέγιστη δυνατή τιμή αυξήθηκε. Σύμφωνα με τον τύπο (διαιρώντας το ένα με το άλλο και πολλαπλασιάζοντας το αποτέλεσμα κατά 100%), το αποτέλεσμα θα είναι μείωση του δείκτη.

Πώς θα αλλάξει η απόλυτη και η σχετική υγρασία με τη μείωση της θερμοκρασίας; Τι συμβαίνει όταν μειώνετε από +15°C σε +5°C; Αυτό θα μειώσει την απόλυτη υγρασία. Αντίστοιχα, σε 1 m3. το μείγμα αέρα υδρατμών μπορεί να χωρέσει όσο το δυνατόν μικρότερη ποσότητα. Ο υπολογισμός σύμφωνα με τον τύπο θα δείξει αύξηση στον τελικό δείκτη - το ποσοστό σχετικής υγρασίας θα αυξηθεί.

Σημασία για ένα άτομο

Με την παρουσία υπερβολικής ποσότητας υδρατμών, γίνεται αισθητή η βουλωμένη, με έλλειψη, ξηρότητα του δέρματος και δίψα. Προφανώς, η υγρασία του ακατέργαστου αέρα είναι υψηλότερη. Με μια υπερβολή περίσσεια νερούδεν διατηρείται σε αέρια κατάσταση και περνά σε υγρό ή στερεό μέσο. Στην ατμόσφαιρα, ορμάει προς τα κάτω, αυτό εκδηλώνεται με βροχόπτωση (ομίχλη, παγετός). Σε εσωτερικούς χώρους, ένα στρώμα συμπυκνώματος σχηματίζεται σε εσωτερικά αντικείμενα και σχηματίζεται δροσιά στην επιφάνεια του γρασιδιού το πρωί.

Η άνοδος της θερμοκρασίας είναι πιο εύκολο να υπομείνει σε ξηρό δωμάτιο. Ωστόσο, η ίδια λειτουργία, αλλά σε σχετική υγρασία πάνω από 90%, προκαλεί ταχεία υπερθέρμανση του σώματος. Το σώμα παλεύει με αυτό το φαινόμενο με τον ίδιο τρόπο - η θερμότητα απελευθερώνεται με τον ιδρώτα. Αλλά σε ξηρό αέρα, εξατμίζεται γρήγορα (στεγνώνει) από την επιφάνεια του σώματος. Σε ένα υγρό περιβάλλον, αυτό πρακτικά δεν συμβαίνει. Η πιο κατάλληλη (άνετη) λειτουργία για ένα άτομο είναι 40-60%.

Σε τι χρησιμεύει; Σε χύδην υλικά σε υγρό καιρό, η περιεκτικότητα σε ξηρή ουσία ανά μονάδα όγκου μειώνεται. Αυτή η διαφορά δεν είναι τόσο σημαντική, αλλά με μεγάλους όγκους μπορεί να «καταλήξει» σε ένα πραγματικά καθορισμένο ποσό.

Τα προϊόντα (σιτηρά, αλεύρι, τσιμέντο) έχουν ένα αποδεκτό όριο υγρασίας στο οποίο μπορούν να αποθηκευτούν χωρίς απώλεια ποιότητας ή τεχνολογικών ιδιοτήτων. Ως εκ τούτου, η παρακολούθηση των δεικτών και η διατήρησή τους σε βέλτιστο επίπεδο είναι υποχρεωτική για τις εγκαταστάσεις αποθήκευσης. Με τη μείωση της υγρασίας στον αέρα, επιτυγχάνεται και η μείωση της στο προϊόν.

συσκευές

Στην πράξη, η πραγματική υγρασία μετριέται με υγρόμετρα. Παλαιότερα υπήρχαν δύο προσεγγίσεις. Το ένα βασίζεται στην αλλαγή της εκτασιμότητας της τρίχας (ανθρώπου ή ζώου). Το άλλο βασίζεται στη διαφορά μεταξύ των ενδείξεων των θερμομέτρων σε ξηρό και υγρό περιβάλλον (ψυχρομετρικό).

Σε ένα υγρόμετρο μαλλιών, το βέλος του μηχανισμού συνδέεται με μια τρίχα τεντωμένη σε ένα πλαίσιο. Αλλάζει ανάλογα με την υγρασία του περιβάλλοντος αέρα. φυσικές ιδιότητες. Το βέλος αποκλίνει από την τιμή αναφοράς. Οι κινήσεις της παρακολουθούνται στην εφαρμοσμένη κλίμακα.

Η σχετική υγρασία και η απόλυτη υγρασία του αέρα, όπως γνωρίζετε, εξαρτώνται από τη θερμοκρασία περιβάλλοντος. Αυτό το χαρακτηριστικό χρησιμοποιείται στο ψυχόμετρο. Κατά τον προσδιορισμό λαμβάνονται οι ενδείξεις δύο γειτονικών θερμομέτρων. Η φιάλη του ενός (στεγνή) είναι υπό κανονικές συνθήκες. Στο άλλο (βρεγμένο) είναι τυλιγμένο σε ένα φυτίλι, το οποίο συνδέεται με μια δεξαμενή νερού.

Κάτω από τέτοιες συνθήκες, το θερμόμετρο μετρά το περιβάλλον, λαμβάνοντας υπόψη την υγρασία που εξατμίζεται. Και αυτός ο δείκτης εξαρτάται από την ποσότητα υδρατμών στον αέρα. Η διαφορά καθορίζεται. Η τιμή της σχετικής υγρασίας καθορίζεται από ειδικούς πίνακες.

ΣΕ ΠρόσφαταΟι αισθητήρες που χρησιμοποιούν αλλαγές στα ηλεκτρικά χαρακτηριστικά ορισμένων υλικών είναι πιο χρήσιμοι. Για την επιβεβαίωση των αποτελεσμάτων και την επαλήθευση των οργάνων, υπάρχουν ρυθμίσεις αναφοράς.

ΟΡΙΣΜΟΣ

Απόλυτη υγρασία αέραείναι η ποσότητα υδρατμών ανά μονάδα όγκου αέρα:

Στο σύστημα SI, η μονάδα μέτρησης για την απόλυτη υγρασία

Η υγρασία είναι μια πολύ σημαντική περιβαλλοντική παράμετρος. Είναι γνωστό ότι πλέονΗ επιφάνεια της Γης καταλαμβάνεται από νερό (ο Παγκόσμιος Ωκεανός), από την επιφάνεια του οποίου γίνεται συνεχώς εξάτμιση. Σε διαφορετικά κλιματικές ζώνεςη ένταση αυτής της διαδικασίας είναι διαφορετική. Εξαρτάται από τη μέση ημερήσια θερμοκρασία, την παρουσία ανέμων και άλλους παράγοντες. Έτσι, σε ορισμένα σημεία η διαδικασία της εξάτμισης του νερού είναι πιο έντονη από τη συμπύκνωση του και σε ορισμένα σημεία είναι το αντίστροφο.

Το ανθρώπινο σώμα αντιδρά ενεργά στις αλλαγές της υγρασίας του αέρα. Για παράδειγμα, η διαδικασία της εφίδρωσης σχετίζεται στενά με τη θερμοκρασία και την υγρασία του περιβάλλοντος. Σε υψηλή υγρασία, οι διαδικασίες εξάτμισης της υγρασίας από την επιφάνεια του δέρματος αντισταθμίζονται πρακτικά από τις διαδικασίες συμπύκνωσης του και διαταράσσεται η απομάκρυνση της θερμότητας από το σώμα, γεγονός που οδηγεί σε παραβιάσεις της θερμορύθμισης. σε χαμηλή υγρασία, οι διαδικασίες εξάτμισης της υγρασίας υπερισχύουν των διεργασιών συμπύκνωσης και το σώμα χάνει πάρα πολλά υγρά, γεγονός που μπορεί να οδηγήσει σε αφυδάτωση.

Επιπλέον, η έννοια της υγρασίας είναι το πιο σημαντικό κριτήριο για την αξιολόγηση των καιρικών συνθηκών, το οποίο είναι γνωστό σε όλους από τις μετεωρολογικές προβλέψεις.

Η απόλυτη υγρασία του αέρα δίνει μια ιδέα για τη συγκεκριμένη περιεκτικότητα σε νερό στον αέρα κατά μάζα, αλλά αυτή η τιμή είναι άβολη όσον αφορά την ευαισθησία της υγρασίας από τους ζωντανούς οργανισμούς. Ένα άτομο δεν αισθάνεται τη μάζα του νερού στον αέρα, αλλά το περιεχόμενό του σε σχέση με τη μέγιστη δυνατή τιμή. Για να περιγραφεί η αντίδραση των ζωντανών οργανισμών στις αλλαγές στην περιεκτικότητα σε υδρατμούς στον αέρα, εισάγεται η έννοια της σχετικής υγρασίας.

Σχετική υγρασία

ΟΡΙΣΜΟΣ

Σχετική υγρασία- αυτό είναι ένα φυσικό μέγεθος που δείχνει πόσο μακριά είναι οι υδρατμοί στον αέρα από τον κορεσμό:

πού είναι η πυκνότητα των υδρατμών στον αέρα (απόλυτη υγρασία); πυκνότητα κορεσμένων υδρατμών σε μια δεδομένη θερμοκρασία.

Σημείο δρόσου

ΟΡΙΣΜΟΣ

Σημείο δρόσουείναι η θερμοκρασία στην οποία οι υδρατμοί γίνονται κορεσμένοι.

Γνωρίζοντας τη θερμοκρασία του σημείου δρόσου, μπορείτε να πάρετε μια ιδέα για τη σχετική υγρασία του αέρα. Εάν η θερμοκρασία του σημείου δρόσου είναι κοντά στη θερμοκρασία περιβάλλοντος, τότε η υγρασία είναι υψηλή ( όταν οι θερμοκρασίες ταιριάζουν, σχηματίζεται ομίχλη).Αντίθετα, εάν οι τιμές του σημείου δρόσου και της θερμοκρασίας του αέρα διαφέρουν πολύ τη στιγμή της μέτρησης, τότε μπορούμε να μιλήσουμε για χαμηλή περιεκτικότητα υδρατμών στην ατμόσφαιρα.

Όταν κάτι μεταφέρεται σε ένα ζεστό δωμάτιο από τον παγετό, ο αέρας από πάνω του ψύχεται, γίνεται κορεσμένος με υδρατμούς και οι σταγόνες νερού συμπυκνώνονται στα πράγματα. Στο μέλλον, το πράγμα θερμαίνεται σε θερμοκρασία δωματίου και όλο το συμπύκνωμα εξατμίζεται.

Ένα άλλο, όχι λιγότερο γνωστό παράδειγμα είναι το θάμπωμα των παραθύρων σε ένα σπίτι. Πολλοί άνθρωποι έχουν συμπύκνωση στα παράθυρά τους το χειμώνα. Αυτό το φαινόμενο επηρεάζεται από δύο παράγοντες - την υγρασία και τη θερμοκρασία. Εάν έχει εγκατασταθεί ένα κανονικό παράθυρο με διπλά τζάμια και η μόνωση έχει γίνει σωστά και υπάρχει συμπύκνωμα, σημαίνει ότι το δωμάτιο έχει υψηλή υγρασία. Πιθανώς κακός αερισμός ή εξαερισμός.

Παραδείγματα επίλυσης προβλημάτων

ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ 1

Ασκηση Η φωτογραφία δείχνει δύο θερμόμετρα που χρησιμοποιούνται για τον προσδιορισμό της σχετικής υγρασίας του αέρα χρησιμοποιώντας έναν ψυχρομετρικό πίνακα. Τι θα δείξει ένα θερμόμετρο υγρού λαμπτήρα εάν η σχετική υγρασία αυξηθεί κατά 7% σε σταθερή θερμοκρασία αέρα;

Λύση Ας γράψουμε τις ενδείξεις των ξηρών και υγρών θερμομέτρων που φαίνονται στη φωτογραφία:

Ας προσδιορίσουμε τη διαφορά στις ενδείξεις του θερμομέτρου:

Σύμφωνα με τον ψυχομετρικό πίνακα, προσδιορίζουμε τη σχετική υγρασία του αέρα:

Εάν η υγρασία του αέρα αυξηθεί κατά 7%, θα γίνει 55%. Σύμφωνα με τον ψυχρομετρικό πίνακα, προσδιορίζουμε τις ενδείξεις ενός ξηρού θερμομέτρου και τη διαφορά μεταξύ των ενδείξεων των ξηρών και υγρών θερμομέτρων:

Έτσι ο υγρός λαμπτήρας θα δείξει:
Απάντηση Ενδείξεις υγρού λαμπτήρα.

ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ 2

Ασκηση Σχετική υγρασία το βράδυ σε θερμοκρασία 50%. Θα πέσει δροσιά εάν η θερμοκρασία πέσει στο ? τη νύχτα;
Λύση Σχετική υγρασία:

Η έννοια της υγρασίας του αέρα ορίζεται ως η πραγματική παρουσία σωματιδίων νερού σε ένα συγκεκριμένο φυσικό περιβάλλον, συμπεριλαμβανομένης της ατμόσφαιρας. Σε αυτή την περίπτωση, πρέπει να γίνει διάκριση μεταξύ απόλυτης και σχετικής υγρασίας: στην πρώτη περίπτωση, μιλάμε για καθαρή ποσοστόυγρασία. Σύμφωνα με το νόμο της θερμοδυναμικής, η μέγιστη περιεκτικότητα σε μόρια νερού στον αέρα είναι περιορισμένη. Το μέγιστο επιτρεπόμενο επίπεδο καθορίζει τη σχετική υγρασία και εξαρτάται από διάφορους παράγοντες:

  • Ατμοσφαιρική πίεση;
  • θερμοκρασία του αέρα;
  • Διαθεσιμότητα μικρά σωματίδια(σκόνη);
  • το επίπεδο της χημικής ρύπανσης·

Το γενικά αποδεκτό μέτρο μέτρησης είναι ο τόκος και ο υπολογισμός πραγματοποιείται σύμφωνα με έναν ειδικό τύπο, ο οποίος θα συζητηθεί αργότερα.

Η απόλυτη υγρασία μετριέται σε γραμμάρια ανά κυβικό εκατοστό, τα οποία επίσης μετατρέπονται σε ποσοστά για ευκολία. Με την αύξηση του υψομέτρου, η ποσότητα της υγρασίας μπορεί να αυξηθεί ανάλογα με την περιοχή, αλλά όταν φτάσει σε ένα συγκεκριμένο ανώτατο όριο (περίπου 6-7 χιλιόμετρα πάνω από την επιφάνεια της θάλασσας), η υγρασία μειώνεται σχεδόν σε μηδενικές τιμές. Η απόλυτη υγρασία θεωρείται μία από τις κύριες μακροπαραμέτρους: στη βάση της, πλανητική κλιματικοί χάρτεςκαι ζώνες.

Προσδιορισμός του επιπέδου υγρασίας

(Συσκευή ψυχομέτρου - καθορίζει την υγρασία από τη διαφορά θερμοκρασίας μεταξύ ξηρών και υγρών θερμομέτρων)

Η υγρασία κατά απόλυτη αναλογία προσδιορίζεται με τη χρήση ειδικών οργάνων που καθορίζουν το ποσοστό των μορίων του νερού στην ατμόσφαιρα. Κατά κανόνα, οι ημερήσιες διακυμάνσεις είναι ασήμαντες - αυτός ο δείκτης μπορεί να θεωρηθεί στατικός και δεν αντικατοπτρίζει σημαντικό κλιματικές συνθήκες. Αντίθετα, η σχετική υγρασία υπόκειται σε έντονες ημερήσιες διακυμάνσεις και αντανακλά την ακριβή κατανομή της συμπυκνωμένης υγρασίας, την πίεση και τον κορεσμό της ισορροπίας. Είναι αυτός ο δείκτης που θεωρείται ο κύριος και υπολογίζεται τουλάχιστον μία φορά την ημέρα.

Ο προσδιορισμός της σχετικής υγρασίας του αέρα πραγματοποιείται σύμφωνα με έναν σύνθετο τύπο που λαμβάνει υπόψη:

  • τρέχον σημείο δρόσου.
  • θερμοκρασία;
  • πίεση κορεσμένου ατμού.
  • διάφορα μαθηματικά μοντέλα.

Στην πρακτική των συνοπτικών προβλέψεων, χρησιμοποιείται μια απλοποιημένη προσέγγιση, όταν η υγρασία υπολογίζεται κατά προσέγγιση, λαμβάνοντας υπόψη τη διαφορά θερμοκρασίας και το σημείο δρόσου (σημαδεύει πότε η υπερβολική υγρασία πέφτει με τη μορφή βροχόπτωσης). Αυτή η προσέγγιση σάς επιτρέπει να προσδιορίσετε τους απαιτούμενους δείκτες με ακρίβεια 90-95%, η οποία είναι υπεραρκετή για τις καθημερινές ανάγκες.

Εξάρτηση από φυσικούς παράγοντες

Η περιεκτικότητα σε μόρια νερού στον αέρα εξαρτάται από τα κλιματικά χαρακτηριστικά μιας συγκεκριμένης περιοχής, τις καιρικές συνθήκες, ατμοσφαιρική πίεσηκαι κάποιες άλλες προϋποθέσεις. Έτσι, η υψηλότερη απόλυτη υγρασία παρατηρείται στις τροπικές και παράκτιες ζώνες. Η σχετική υγρασία εξαρτάται επιπλέον από τις διακυμάνσεις ορισμένων παραγόντων που συζητήθηκαν προηγουμένως. Σε μια βροχερή περίοδο με συνθήκες χαμηλής ατμοσφαιρικής πίεσης, η σχετική υγρασία μπορεί να φτάσει το 85-95%. Υψηλή πίεσημειώνει τον κορεσμό των υδρατμών στην ατμόσφαιρα, μειώνοντας αντίστοιχα το επίπεδό τους.

Ένα σημαντικό χαρακτηριστικό της σχετικής υγρασίας είναι η εξάρτησή της από τη θερμοδυναμική κατάσταση. Η υγρασία της φυσικής ισορροπίας είναι 100%, η οποία φυσικά είναι ανέφικτη λόγω της ακραίας αστάθειας του κλίματος. Οι τεχνογενείς παράγοντες επηρεάζουν επίσης τις διακυμάνσεις της ατμοσφαιρικής υγρασίας. Στις συνθήκες των μεγαλουπόλεων παρατηρείται αυξημένη εξάτμιση της υγρασίας από τις ασφαλτικές επιφάνειες, ταυτόχρονα με την απελευθέρωση ένας μεγάλος αριθμόςαιωρούμενα σωματίδια και μονοξείδιο του άνθρακα. Αυτό προκαλεί έντονη μείωση της υγρασίας στις περισσότερες πόλεις του κόσμου.

Επίδραση στο ανθρώπινο σώμα

Τα όρια ατμοσφαιρικής υγρασίας που είναι άνετα για τον άνθρωπο κυμαίνονται από 40 έως 70%. Η παρατεταμένη έκθεση σε συνθήκες έντονης απόκλισης από αυτόν τον κανόνα μπορεί να προκαλέσει αισθητή επιδείνωση της ευημερίας, μέχρι την ανάπτυξη παθολογικών καταστάσεων. Θα πρέπει να σημειωθεί ότι ένα άτομο είναι ιδιαίτερα ευαίσθητο στην υπερβολικά χαμηλή υγρασία, αντιμετωπίζοντας μια σειρά από χαρακτηριστικά συμπτώματα:

  • ερεθισμός των βλεννογόνων.
  • ανάπτυξη χρόνιας ρινίτιδας.
  • αυξημένη κόπωση?
  • επιδείνωση της κατάστασης του δέρματος.
  • μειωμένη ανοσία?

Μεταξύ των αρνητικών επιπτώσεων της υψηλής υγρασίας, μπορεί κανείς να σημειώσει τον κίνδυνο ανάπτυξης μυκήτων και κρυολογημάτων.