Η ποσότητα υγρασίας που περιέχεται σε ένα κυβικό μέτρο αέρα. Λόγω της μικρής τιμής, συνήθως μετριέται σε g / m³. Αλλά λόγω του γεγονότος ότι σε μια συγκεκριμένη θερμοκρασία αέρα, μπορεί να περιέχει μόνο μια συγκεκριμένη ποσότητα υγρασίας όσο το δυνατόν περισσότερο (με αύξηση της θερμοκρασίας, αυτή η μέγιστη δυνατή ποσότητα υγρασίας αυξάνεται, με μείωση της θερμοκρασίας του αέρα, η μέγιστη δυνατή η ποσότητα της υγρασίας μειώνεται), εισήχθη η έννοια της σχετικής υγρασίας.
Σχετική υγρασία
Ένας ισοδύναμος ορισμός είναι η αναλογία του μοριακού κλάσματος των υδρατμών στον αέρα προς το μέγιστο δυνατό σε μια δεδομένη θερμοκρασία. Μετριέται ως ποσοστό και προσδιορίζεται από τον τύπο:
όπου: - σχετική υγρασία του υπό εξέταση μείγματος (αέρας). - μερική πίεση υδρατμών στο μείγμα. - πίεση ισορροπίας κορεσμένων ατμών .
Η τάση κορεσμού των ατμών του νερού αυξάνεται έντονα με την αύξηση της θερμοκρασίας. Επομένως, με ισοβαρική (δηλαδή, σε σταθερή πίεση) ψύξη αέρα με σταθερή συγκέντρωση ατμών, έρχεται μια στιγμή (σημείο δρόσου) που ο ατμός είναι κορεσμένος. Σε αυτή την περίπτωση, οι «επιπλέον» ατμοί συμπυκνώνονται με τη μορφή ομίχλης ή κρυστάλλων πάγου. Οι διαδικασίες κορεσμού και συμπύκνωσης των υδρατμών παίζουν τεράστιο ρόλο στην ατμοσφαιρική φυσική: οι διαδικασίες σχηματισμού νεφών και ο σχηματισμός ατμοσφαιρικά μέτωπαΚαθορισμένη σε μεγάλο βαθμό από τις διαδικασίες κορεσμού και συμπύκνωσης, η θερμότητα που απελευθερώνεται κατά τη συμπύκνωση των ατμοσφαιρικών υδρατμών παρέχει έναν ενεργειακό μηχανισμό για την εμφάνιση και την ανάπτυξη τροπικών κυκλώνων (τυφώνων).
Εκτίμηση σχετικής υγρασίας
Σχετική υγρασίαΤο μείγμα αέρα-νερού μπορεί να εκτιμηθεί εάν είναι γνωστή η θερμοκρασία του ( Τ) και θερμοκρασία σημείου δρόσου ( T d). Πότε Τκαι T dεκφράζεται σε βαθμούς Κελσίου, τότε η έκφραση είναι αληθής:
όπου υπολογίζεται η μερική πίεση των υδρατμών στο μείγμα:
και η υγρή τάση ατμών του νερού στο μείγμα σε θερμοκρασία εκτιμάται ότι είναι:
Υπερκορεσμένοι υδρατμοί
Ελλείψει κέντρων συμπύκνωσης, όταν η θερμοκρασία μειώνεται, είναι δυνατός ο σχηματισμός υπερκορεσμένης κατάστασης, δηλαδή η σχετική υγρασία γίνεται μεγαλύτερη από 100%. Τα ιόντα ή τα σωματίδια αερολύματος μπορούν να λειτουργήσουν ως κέντρα συμπύκνωσης, είναι στη συμπύκνωση υπερκορεσμένων ατμών σε ιόντα που σχηματίζονται κατά τη διέλευση ενός φορτισμένου σωματιδίου σε τέτοιο ζεύγος ώστε να βασίζεται η αρχή της λειτουργίας ενός θαλάμου νέφους και των θαλάμων διάχυσης: συμπύκνωση σταγονιδίων νερού στα σχηματισμένα ιόντα σχηματίζουν ένα ορατό ίχνος (ίχνος) φορτισμένων σωματιδίων.
Ένα άλλο παράδειγμα της συμπύκνωσης των υπερκορεσμένων υδρατμών είναι τα contrails των αεροσκαφών που συμβαίνουν όταν οι υπερκορεσμένοι υδρατμοί συμπυκνώνονται σε σωματίδια αιθάλης στα καυσαέρια του κινητήρα.
Μέσα και μέθοδοι ελέγχου
Για τον προσδιορισμό της υγρασίας του αέρα χρησιμοποιούνται συσκευές που ονομάζονται ψυχρόμετρα και υγρόμετρα. Το ψυχόμετρο του Αυγούστου αποτελείται από δύο θερμόμετρα - ξηρό και υγρό. Η θερμοκρασία ενός υγρού λαμπτήρα είναι χαμηλότερη από έναν ξηρό λαμπτήρα επειδή η δεξαμενή του είναι τυλιγμένη σε ένα πανί εμποτισμένο με νερό, το οποίο τον ψύχει καθώς εξατμίζεται. Ο ρυθμός εξάτμισης εξαρτάται από τη σχετική υγρασία του αέρα. Σύμφωνα με τη μαρτυρία των ξηρών και υγρών θερμομέτρων, η σχετική υγρασία του αέρα εντοπίζεται σύμφωνα με ψυχρομετρικούς πίνακες. ΣΤΟ πρόσφατους χρόνουςΟι ενσωματωμένοι αισθητήρες υγρασίας (συνήθως με έξοδο τάσης) άρχισαν να χρησιμοποιούνται ευρέως, με βάση την ιδιότητα ορισμένων πολυμερών να αλλάζουν τα ηλεκτρικά τους χαρακτηριστικά (όπως η διηλεκτρική σταθερά του μέσου) υπό την επίδραση των υδρατμών που περιέχονται στον αέρα.
Για να αυξήσετε τη σχετική υγρασία σε κατοικημένες περιοχές, χρησιμοποιήστε ηλεκτρικούς υγραντήρες, παλέτες γεμάτες με υγρό πηλό και τακτικό ψεκασμό.
Σημειώσεις
Ίδρυμα Wikimedia. 2010 .
Δείτε τι είναι η "Σχετική Υγρασία" σε άλλα λεξικά:
Η αναλογία του μοριακού κλάσματος της υγρασίας σε ένα αέριο προς το μοριακό κλάσμα κορεσμένου υδρατμού έναντι του νερού [πάγου] σε αυτό το αέριο στην ίδια πίεση και θερμοκρασία. Μονάδα μέτρησης % [RMG 75 2004] Θέματα για τη μέτρηση της περιεκτικότητας σε υγρασία των ουσιών Γενικοποίηση των όρων της ποσότητας ... ... Εγχειρίδιο Τεχνικού Μεταφραστή
σχετική υγρασία- Η ποσοστιαία αναλογία της ελαστικότητας των υδρατμών που περιέχονται σε μια μονάδα όγκου αέρα προς την ελαστικότητα του κορεσμένου ατμού στην ίδια θερμοκρασία ... Λεξικό Γεωγραφίας
Σχετική υγρασία- 16. Σχετική υγρασία Δ. Σχετική Feuchtigkeit Ε. Σχετική υγρασία ΣΤ. Υγρασία Σχετική Λόγος μερικής πίεσης υδρατμών προς πίεση κορεσμένο ατμόστην ίδια πίεση και θερμοκρασία Πηγή ... Λεξικό-βιβλίο αναφοράς όρων κανονιστικής και τεχνικής τεκμηρίωσης
Η αναλογία της ελαστικότητας των υδρατμών που περιέχονται στον αέρα προς την ελαστικότητα των κορεσμένων ατμών στην ίδια θερμοκρασία. εκφρασμένο ως ποσοστό. * * * ΣΧΕΤΙΚΗ ΥΓΡΑΣΙΑ ΣΧΕΤΙΚΗ ΥΓΡΑΣΙΑ, αναλογία πίεσης υδρατμών (βλ. ΕΛΑΣΤΙΚΟΤΗΤΑ… … εγκυκλοπαιδικό λεξικό
σχετική υγρασία- drėgnis statusas T sritis Standartizacija ir metrologija apibrėžtis Drėgmės ir ją sugėrusios medžiagos masių arba tūrių dalmuo, dažniausiai išreikštas procentais. ατιτικμενύς: αγγλ. σχετική υγρασία vok. σχετικός Feuchte, f; συγγενής… … Penkiakalbis aiskinamasis metrologijos terminų žodynas
σχετική υγρασία- santykinis drėgnis statusas T sritis chemija apibrėžtis Drėgmės ir drėgnos medžiagos, kurioje ji yra, masių arba tūrių santykis (%). ατιτικμενύς: αγγλ. σχετική υγρασία. σχετική υγρασία ... Chemijos terminų aiskinamasis žodynas
σχετική υγρασία- drėgnis statusas T sritis fizika atitikmenys: angl. σχετική υγρασία vok. σχετικός Feuchte, f; σχετικός Feuchtigkeit, f rus. σχετική υγρασία, f pranc. humidité σχετικός, f … Fizikos terminų žodynas
Το ψυχόμετρο του August αποτελείται από δύο υδραργυρικά θερμόμετρα τοποθετημένα σε τρίποδο ή τοποθετημένα σε κοινή θήκη. Ο βολβός ενός θερμομέτρου τυλίγεται σε ένα λεπτό καμπρικο ύφασμα, χαμηλώνει σε ένα ποτήρι απεσταγμένο νερό.
Όταν χρησιμοποιείτε το ψυχόμετρο Αυγούστου, η απόλυτη υγρασία υπολογίζεται χρησιμοποιώντας τον τύπο Rainier:
A = f-a(t-t 1)H,
όπου Α είναι η απόλυτη υγρασία. f είναι η μέγιστη πίεση υδρατμών σε θερμοκρασία υγρού λαμπτήρα (βλ. Πίνακα 2). α - ψυχρομετρικός συντελεστής, t - θερμοκρασία ξηρού λαμπτήρα. t 1 - θερμοκρασία υγρού λαμπτήρα. H είναι η βαρομετρική πίεση τη στιγμή του προσδιορισμού.
Εάν ο αέρας είναι τελείως ακίνητος, τότε a = 0,00128. Παρουσία ασθενούς κίνησης αέρα (0,4 m/s) a = 0,00110. Η μέγιστη και η σχετική υγρασία υπολογίζονται όπως υποδεικνύεται στη σελίδα 34.
| Θερμοκρασία αέρα (°С) | Θερμοκρασία αέρα (°С) | Πίεση υδρατμών (mm Hg) | Θερμοκρασία αέρα (°С) | Πίεση υδρατμών (mm Hg) | |
| -20 - 15 -10 -5 -3 -4 0 +1 +2,0 +4,0 +6,0 +8,0 +10,0 +11,0 +12,0 |
0,94 1.44 2.15 3.16 3,67 4,256 4,579 4,926 5,294 6,101 7,103 8.045 9,209 9,844 10,518 |
+13,0 +14,0 +15,0 +16,0 +17,0 +18,0 +19,0 +20,0 +21,0 +22,0 +24,0 +25,0 +27,0 +30,0 +32,0 |
11,231 11,987 12,788 13,634 14,530 15,477 16.477 17,735 18,650 19,827 22,377 23,756 26,739 31,842 35,663 |
+35,0 +37,0 +40,0 +45,0 +55,0 +70,0 +100,0 |
42,175 47,067 55,324 71,88 118,04 233,7 760,0 |
ψυχόμετρο αναρρόφησης (σε ποσοστό)
Πίνακας 4. Προσδιορισμός της σχετικής υγρασίας του αέρα σύμφωνα με τις μετρήσεις των ξηρών και υγρών θερμομέτρων στο ψυχόμετρο Αυγούστου υπό κανονικές συνθήκες ήρεμης και ομοιόμορφης κίνησης του αέρα στο δωμάτιο με ταχύτητα 0,2 m / s
Για τον προσδιορισμό της σχετικής υγρασίας υπάρχουν ειδικοί πίνακες (πίνακες 3, 4). Πιο ακριβείς μετρήσεις δίνονται από το ψυχόμετρο Assmann (Εικ. 3). Αποτελείται από δύο θερμόμετρα, κλεισμένα σε μεταλλικούς σωλήνες, μέσω των οποίων ο αέρας αναρροφάται ομοιόμορφα μέσω ενός ρολόι ανεμιστήρα που βρίσκεται στο επάνω μέρος της συσκευής. Η δεξαμενή υδραργύρου ενός από τα θερμόμετρα τυλίγεται με ένα κομμάτι καμβρίου, το οποίο υγραίνεται με απεσταγμένο νερό πριν από κάθε προσδιορισμό χρησιμοποιώντας ειδική πιπέτα. Αφού βρέξετε το θερμόμετρο, ανοίξτε τον ανεμιστήρα με το κλειδί και κρεμάστε τη συσκευή σε ένα τρίποδο. Μετά από 4-5 λεπτά, καταγράψτε τις ενδείξεις των ξηρών και υγρών θερμομέτρων. Δεδομένου ότι η υγρασία εξατμίζεται και η θερμότητα απορροφάται από την επιφάνεια μιας μπάλας υδραργύρου που έχει υγρανθεί με ένα θερμόμετρο, θα δείξει περισσότερα χαμηλή θερμοκρασία. Η απόλυτη υγρασία υπολογίζεται με τον τύπο Shprung: 
όπου Α είναι η απόλυτη υγρασία. f είναι η μέγιστη πίεση υδρατμών στη θερμοκρασία υγρού λαμπτήρα. 0,5 - σταθερός ψυχομετρικός συντελεστής (διόρθωση για την ταχύτητα του αέρα). t είναι η θερμοκρασία στεγνού λαμπτήρα. t 1 - θερμοκρασία υγρού λαμπτήρα. H - βαρομετρική πίεση; 755 - μέση βαρομετρική πίεση (καθορίζεται σύμφωνα με τον πίνακα 2).
Η μέγιστη υγρασία (F) προσδιορίζεται χρησιμοποιώντας τη θερμοκρασία ξηρού λαμπτήρα του πίνακα 2.
Η σχετική υγρασία (R) υπολογίζεται με τον τύπο:
όπου R είναι η σχετική υγρασία. Α - απόλυτη υγρασία. F είναι η μέγιστη υγρασία σε θερμοκρασία ξηρού λαμπτήρα.
Ένας υγρογράφος χρησιμοποιείται για τον προσδιορισμό των διακυμάνσεων της σχετικής υγρασίας με την πάροδο του χρόνου. Η συσκευή έχει σχεδιαστεί παρόμοια με έναν θερμογράφο, αλλά το αντιληπτό μέρος του υγρογράφου είναι μια δέσμη μαλλιών χωρίς λίπος.
Ρύζι. 3. Ψυχόμετρο αναρρόφησης Assmann:
1 - μεταλλικοί σωλήνες.
2 - θερμόμετρα υδραργύρου.
3 - οπές για την έξοδο του αναρροφημένου αέρα.
4 - σφιγκτήρας για την ανάρτηση του ψυχόμετρου.
5 - πιπέτα για βρέξιμο υγρού θερμομέτρου.
Για τον χαρακτηρισμό της υγρασίας του αέρα χρησιμοποιούνται οι ακόλουθες τιμές: απόλυτη, μέγιστη και σχετική υγρασία, έλλειμμα κορεσμού, σημείο δρόσου.
απόλυτη υγρασία καλούμε την ποσότητα των υδρατμών σε γραμμάρια που περιέχονται σε μια δεδομένη στιγμή σε 1 m³ αέρα.
Μέγιστη υγρασία είναι η ποσότητα υδρατμών σε γραμμάρια που περιέχεται σε 1 m³ αέρα τη στιγμή του πλήρους κορεσμού.
σχετική υγρασία είναι ο λόγος της απόλυτης υγρασίας προς τη μέγιστη, εκφρασμένος ως ποσοστό.
Ανεπάρκεια κορεσμού είναι η διαφορά μεταξύ μέγιστης και απόλυτης υγρασίας.
Σημείο δρόσου - η θερμοκρασία στην οποία η απόλυτη υγρασία βρίσκεται στο μέγιστο.
Κατά την εκτίμηση της υγρασίας του αέρα υψηλότερη τιμήέχει σχετική τιμή υγρασίας.
Η σχετική υγρασία μπορεί να μετρηθεί με υγρόμετρο ή ψυχόμετρο. βάση υγρόμετρο είναι μια απολιπασμένη ανθρώπινη τρίχα που συνδέεται μέσω ενός μπλοκ με ένα βέλος που κινείται κατά μήκος μιας ζυγαριάς. Τα μαλλιά μακραίνουν με την αυξανόμενη υγρασία και γίνονται πιο κοντά όταν μειώνονται.
Ψυχρόμετρα αποτελούνται από δύο πανομοιότυπα θερμόμετρα (υδράργυρος ή οινόπνευμα), η δεξαμενή ενός από αυτά καλύπτεται με ένα πανί, το οποίο είναι προβρεγμένο με απεσταγμένο νερό. Καθώς το νερό εξατμίζεται, η δεξαμενή ψύχεται. Η διαφορά θερμοκρασίας χρησιμοποιείται για να κριθεί η υγρασία του αέρα, αφού η ένταση της εξάτμισης εξαρτάται από τον βαθμό κορεσμού του περιβάλλοντος αέρα με υδρατμούς. Χρησιμοποιούνται δύο τύποι ψυχρομέτρων: σταθερά (Αύγουστος) και αναρρόφηση (Assmann).
Ψυχόμετρο Αυγούστου χρησιμοποιείται σε σταθερές συνθήκες (σε μετεωρολογικούς σταθμούς, σε νοσοκομεία), τοποθετώντας το σε σημεία όπου η συσκευή δεν εκτίθεται σε θερμική ακτινοβολία και άνεμο.
Η απόλυτη υγρασία υπολογίζεται με τον τύπο Regnot:
K \u003d f - a (t c - t c) x B,
όπου Προς την- απόλυτη υγρασία, mm Hg;
φά-μέγιστη υγρασία αέρα σε θερμοκρασία υγρού λαμπτήρα (καθορίζεται σύμφωνα με τον Πίνακα 1.6).
ένα-ψυχομετρικός συντελεστής ίσος με 0,0001.
t s -ξηρή θερμοκρασία λαμπτήρα?
t σε -θερμοκρασία υγρού λαμπτήρα.
ΣΙ-ατμοσφαιρική πίεση τη στιγμή της παρατήρησης, mm Hg
Στο ψυχόμετρο AssmannΟι δεξαμενές θερμομέτρων προστατεύονται από διπλές μεταλλικές ασπίδες από την ακτινοβολούμενη θερμότητα. Γύρω από τις δεξαμενές υπάρχουν αγωγοί εξαερισμού, μέσω των οποίων αναρροφάται αέρας με σταθερή ταχύτητα (4 m/s). Για τη μέτρηση της υγρασίας, ένα θερμόμετρο τυλιγμένο με ύφασμα υγραίνεται με απεσταγμένο νερό, στη συνέχεια τυλίγεται το ελατήριο του ανεμιστήρα και η συσκευή τοποθετείται στο επιθυμητό σημείο. Οι ενδείξεις του ξηρού και υγρού θερμομέτρου καταγράφονται 4–5 λεπτά μετά την εκκίνηση του ανεμιστήρα.
Κορεσμένοι και ακόρεστοι ατμοί
Κορεσμένος ατμός
Κατά την εξάτμιση, ταυτόχρονα με τη μετάβαση των μορίων από υγρό σε ατμό, συμβαίνει και η αντίστροφη διαδικασία. Τυχαία κινούμενοι πάνω από την επιφάνεια του υγρού, μερικά από τα μόρια που το άφησαν επιστρέφουν ξανά στο υγρό.
Εάν η εξάτμιση συμβεί σε ένα κλειστό δοχείο, τότε αρχικά ο αριθμός των μορίων που διαφεύγουν από το υγρό θα είναι περισσότερος αριθμόςμόρια επέστρεψαν στο υγρό. Επομένως, η πυκνότητα ατμών στο δοχείο θα αυξηθεί σταδιακά. Καθώς αυξάνεται η πυκνότητα των ατμών, αυξάνεται και ο αριθμός των μορίων που επιστρέφουν στο υγρό. Πολύ σύντομα, ο αριθμός των μορίων που διαφεύγουν από το υγρό θα είναι ίσο με τον αριθμόμόρια ατμού που επιστρέφουν στο υγρό. Από αυτό το σημείο και μετά, ο αριθμός των μορίων ατμού πάνω από το υγρό θα είναι σταθερός. Για νερό σε θερμοκρασία δωματίου, αυτός ο αριθμός είναι περίπου ίσος με $10^(22)$ μόρια ανά $1c$ ανά $1cm^2$ επιφάνειας. Έρχεται η λεγόμενη δυναμική ισορροπία μεταξύ ατμού και υγρού.
Ο ατμός σε δυναμική ισορροπία με το υγρό του ονομάζεται κορεσμένος ατμός.
Αυτό σημαίνει ότι ένας δεδομένος όγκος σε μια δεδομένη θερμοκρασία δεν μπορεί να περιέχει περισσότερο ατμό.
Σε δυναμική ισορροπία, η μάζα του υγρού σε ένα κλειστό δοχείο δεν αλλάζει, αν και το υγρό συνεχίζει να εξατμίζεται. Ομοίως, η μάζα του κορεσμένου ατμού πάνω από αυτό το υγρό δεν αλλάζει, αν και ο ατμός συνεχίζει να συμπυκνώνεται.
Πίεση κορεσμένου ατμού.Όταν συμπιέζεται κορεσμένος ατμός, η θερμοκρασία του οποίου διατηρείται σταθερή, η ισορροπία θα αρχίσει πρώτα να διαταράσσεται: η πυκνότητα του ατμού θα αυξηθεί και ως αποτέλεσμα θα περάσουν περισσότερα μόρια από αέριο σε υγρό παρά από υγρό σε αέριο. αυτό θα συνεχιστεί έως ότου η συγκέντρωση ατμών στον νέο όγκο γίνει η ίδια, που αντιστοιχεί στη συγκέντρωση κορεσμένων ατμών σε μια δεδομένη θερμοκρασία (και αποκατασταθεί η ισορροπία). Αυτό εξηγείται από το γεγονός ότι ο αριθμός των μορίων που αφήνουν το υγρό ανά μονάδα χρόνου εξαρτάται μόνο από τη θερμοκρασία.
Έτσι, η συγκέντρωση των κορεσμένων μορίων ατμού σε σταθερή θερμοκρασία δεν εξαρτάται από τον όγκο του.
Δεδομένου ότι η πίεση ενός αερίου είναι ανάλογη με τη συγκέντρωση των μορίων του, η πίεση ενός κορεσμένου ατμού δεν εξαρτάται από τον όγκο που καταλαμβάνει. Η πίεση $p_0$ στην οποία το υγρό βρίσκεται σε ισορροπία με τους ατμούς του ονομάζεται πίεση κορεσμένου ατμού.
Όταν ο κορεσμένος ατμός συμπιέζεται, το μεγαλύτερο μέρος του γίνεται υγρό. Ένα υγρό καταλαμβάνει μικρότερο όγκο από έναν ατμό της ίδιας μάζας. Ως αποτέλεσμα, ο όγκος του ατμού σε σταθερή πυκνότητα μειώνεται.
Εξάρτηση της πίεσης των κορεσμένων ατμών από τη θερμοκρασία.Για ένα ιδανικό αέριο, μια γραμμική εξάρτηση της πίεσης από τη θερμοκρασία ισχύει σε σταθερό όγκο. Όπως εφαρμόζεται σε κορεσμένο ατμό με πίεση $р_0$, αυτή η εξάρτηση εκφράζεται από την ισότητα:
Δεδομένου ότι η πίεση των ατμών κορεσμού δεν εξαρτάται από τον όγκο, επομένως εξαρτάται μόνο από τη θερμοκρασία.
Η πειραματικά προσδιορισμένη εξάρτηση $Р_0(Т)$ διαφέρει από την εξάρτηση $p_0=nkT$ για ένα ιδανικό αέριο. Καθώς η θερμοκρασία αυξάνεται, η πίεση των κορεσμένων ατμών αυξάνεται ταχύτερα από την πίεση ενός ιδανικού αερίου (τμήμα της καμπύλης $AB$). Αυτό γίνεται ιδιαίτερα προφανές αν σχεδιάσουμε μια ισοχώρη μέσα από το σημείο $A$ (διακεκομμένη γραμμή). Αυτό συμβαίνει επειδή όταν το υγρό θερμαίνεται, μέρος του μετατρέπεται σε ατμό και η πυκνότητα των ατμών αυξάνεται.
Επομένως, σύμφωνα με τον τύπο $p_0=nkT$, Η πίεση των κορεσμένων ατμών αυξάνεται όχι μόνο ως αποτέλεσμα της αύξησης της θερμοκρασίας του υγρού, αλλά και λόγω της αύξησης της συγκέντρωσης των μορίων (πυκνότητα) του ατμού.Η κύρια διαφορά στη συμπεριφορά ενός ιδανικού αερίου και κορεσμένου ατμού είναι η αλλαγή της μάζας του ατμού με αλλαγή θερμοκρασίας σε σταθερό όγκο (σε κλειστό δοχείο) ή με αλλαγή όγκου σε σταθερή θερμοκρασία. Τίποτα τέτοιο δεν μπορεί να συμβεί με ένα ιδανικό αέριο (το MKT ενός ιδανικού αερίου δεν προβλέπει τη μετάβαση φάσης ενός αερίου σε ένα υγρό).
Μετά την εξάτμιση όλου του υγρού, η συμπεριφορά του ατμού θα αντιστοιχεί στη συμπεριφορά ενός ιδανικού αερίου (τμήμα της καμπύλης $BC$).
ακόρεστος ατμός
Εάν σε ένα χώρο που περιέχει τον ατμό ενός υγρού, μπορεί να συμβεί περαιτέρω εξάτμιση αυτού του υγρού, τότε ο ατμός σε αυτό το διάστημα είναι ακόρεστα.
Ένας ατμός που δεν βρίσκεται σε ισορροπία με το υγρό του ονομάζεται ακόρεστος.
Οι ακόρεστοι ατμοί μπορούν να μετατραπούν σε υγρό με απλή συμπίεση. Μόλις αρχίσει αυτός ο μετασχηματισμός, ο ατμός που βρίσκεται σε ισορροπία με το υγρό γίνεται κορεσμένος.
Υγρασία αέρα
Η υγρασία είναι η ποσότητα των υδρατμών στον αέρα.
Ο ατμοσφαιρικός αέρας γύρω μας, λόγω της συνεχούς εξάτμισης του νερού από την επιφάνεια των ωκεανών, των θαλασσών, των υδάτινων σωμάτων, του υγρού εδάφους και των φυτών, περιέχει πάντα υδρατμούς. Όσο περισσότεροι υδρατμοί υπάρχουν σε έναν δεδομένο όγκο αέρα, τόσο πιο κοντά είναι ο ατμός στον κορεσμό. Από την άλλη, όσο υψηλότερη είναι η θερμοκρασία του αέρα, τόσο περισσότεροι υδρατμοί απαιτούνται για τον κορεσμό του.
Ανάλογα με την ποσότητα των υδρατμών που υπάρχουν στην ατμόσφαιρα σε μια δεδομένη θερμοκρασία, ο αέρας έχει ποικίλους βαθμούς υγρασίας.
Ποσοτικοποίηση υγρασίας
Για να ποσοτικοποιήσει κανείς την υγρασία του αέρα, χρησιμοποιεί, ειδικότερα, τις έννοιες απόλυτοςκαι σχετική υγρασία.
Η απόλυτη υγρασία είναι ο αριθμός των γραμμαρίων υδρατμών που περιέχονται σε $1m^3$ αέρα υπό δεδομένες συνθήκες, δηλαδή είναι η πυκνότητα υδρατμών $p$ εκφρασμένη σε g/$m^3$.
Η σχετική υγρασία αέρα $φ$ είναι ο λόγος της απόλυτης υγρασίας αέρα $p$ προς την πυκνότητα $p_0$ του κορεσμένου ατμού στην ίδια θερμοκρασία.
Η σχετική υγρασία εκφράζεται ως ποσοστό:
$φ=((p)/(p_0)) 100%$
Η συγκέντρωση ατμού σχετίζεται με την πίεση ($p_0=nkT$), επομένως η σχετική υγρασία μπορεί να οριστεί ως ποσοστό μερική πίεση$p$ ατμός στον αέρα στην πίεση $p_0$ κορεσμένου ατμού στην ίδια θερμοκρασία:
$φ=((p)/(p_0)) 100%$
Υπό μερική πίεσηκατανοούν την πίεση των υδρατμών που θα παρήγαγε εάν όλα τα άλλα αέρια απουσίαζαν στον ατμοσφαιρικό αέρα.
Εάν ο υγρός αέρας ψύχεται, τότε σε μια ορισμένη θερμοκρασία ο ατμός σε αυτόν μπορεί να κορεσθεί. Με περαιτέρω ψύξη, οι υδρατμοί θα αρχίσουν να συμπυκνώνονται με τη μορφή δρόσου.
Σημείο δρόσου
Το σημείο δρόσου είναι η θερμοκρασία στην οποία πρέπει να ψυχθεί ο αέρας προκειμένου οι υδρατμοί σε αυτόν να φτάσουν σε κορεσμό σε σταθερή πίεση και δεδομένη υγρασία αέρα. Όταν το σημείο δρόσου φτάσει στον αέρα ή σε αντικείμενα με τα οποία έρχεται σε επαφή, οι υδρατμοί αρχίζουν να συμπυκνώνονται. Το σημείο δρόσου μπορεί να υπολογιστεί από τις τιμές θερμοκρασίας και υγρασίας αέρα ή να προσδιοριστεί απευθείας υγρόμετρο συμπύκνωσης.Στο σχετική υγρασία$φ = 100%$ το σημείο δρόσου είναι το ίδιο με τη θερμοκρασία του αέρα. Για $φ
Ποσότητα θερμότητας. Ειδική θερμοχωρητικότητα μιας ουσίας
Η ποσότητα της θερμότητας ονομάζεται ποσοτικό μέτρο μεταβολής εσωτερική ενέργειασώμα κατά τη μεταφορά θερμότητας.
Η ποσότητα θερμότητας είναι η ενέργεια που εκπέμπει το σώμα κατά την ανταλλαγή θερμότητας (χωρίς να κάνει εργασία). Η ποσότητα της θερμότητας, όπως και η ενέργεια, μετριέται σε joules (J).
Ειδική θερμοχωρητικότητα μιας ουσίας
Η θερμοχωρητικότητα είναι η ποσότητα θερμότητας που απορροφάται από ένα σώμα όταν θερμαίνεται κατά $1$ βαθμό.
Η θερμοχωρητικότητα ενός σώματος υποδεικνύεται με κεφαλαία γράμματα Λατινικό γράμμαΑΠΟ.
Τι καθορίζει τη θερμοχωρητικότητα ενός σώματος; Πρώτα απ 'όλα, από τη μάζα του. Είναι σαφές ότι η θέρμανση, για παράδειγμα, 1$ κιλό νερού θα απαιτήσει περισσότερη θερμότητα από 200$ γραμμάρια.
Τι γίνεται με το είδος της ουσίας; Ας κάνουμε ένα πείραμα. Ας πάρουμε δύο πανομοιότυπα δοχεία και, έχοντας ρίξει νερό βάρους 400$ g στο ένα από αυτά και φυτικό λάδι βάρους 400$ g στο άλλο, θα αρχίσουμε να τα θερμαίνουμε με τη βοήθεια πανομοιότυπων καυστήρων. Παρατηρώντας τις ενδείξεις των θερμομέτρων, θα δούμε ότι το λάδι θερμαίνεται πιο γρήγορα. Για να ζεστάνετε νερό και λάδι στην ίδια θερμοκρασία, το νερό πρέπει να ζεσταθεί περισσότερο. Αλλά όσο περισσότερο ζεσταίνουμε το νερό, τόσο περισσότερη θερμότητα δέχεται από τον καυστήρα.
Έτσι, για να θερμανθεί η ίδια μάζα διαφορετικών ουσιών στην ίδια θερμοκρασία, απαιτούνται διαφορετικές ποσότητες θερμότητας. Η ποσότητα θερμότητας που απαιτείται για τη θέρμανση ενός σώματος και, κατά συνέπεια, η θερμοχωρητικότητα του εξαρτάται από το είδος της ουσίας από την οποία αποτελείται αυτό το σώμα.
Έτσι, για παράδειγμα, για να αυξηθεί η θερμοκρασία του νερού με μάζα $1$ kg κατά $1°$C, απαιτείται ποσότητα θερμότητας ίση με $4200$ J και για να θερμανθεί η ίδια μάζα κατά $1°$C ηλιέλαιοαπαιτείται η ποσότητα θερμότητας ίση με $1700$ J.
Η φυσική ποσότητα που δείχνει πόση θερμότητα απαιτείται για να θερμανθεί $1$ kg μιας ουσίας κατά $1°$C ονομάζεται ειδική θερμότητα αυτής της ουσίας.
Κάθε ουσία έχει τη δική της ειδική θερμοχωρητικότητα, η οποία συμβολίζεται με το λατινικό γράμμα $c$ και μετράται σε τζάουλ ανά χιλιόγραμμο-βαθμού (J/(kg$·°$C)).
Η ειδική θερμοχωρητικότητα της ίδιας ουσίας σε διαφορετικές αθροιστικές καταστάσεις (στερεό, υγρό και αέριο) είναι διαφορετική. Για παράδειγμα, η ειδική θερμοχωρητικότητα του νερού είναι $4200$ J/(kg$·°$C), και η ειδική θερμοχωρητικότητα του πάγου είναι $2100$ J/(kg$·°$C). Το αλουμίνιο στη στερεά κατάσταση έχει ειδική θερμότητα $920$ J/(kg$·°$C), και στην υγρή κατάσταση είναι $1080$ J/(kg$·°$C).
Σημειώστε ότι το νερό έχει πολύ υψηλή ειδική θερμοχωρητικότητα. Επομένως, το νερό στις θάλασσες και τους ωκεανούς, που θερμαίνεται το καλοκαίρι, απορροφά μεγάλη ποσότητα θερμότητας από τον αέρα. Λόγω αυτού, σε εκείνα τα μέρη που βρίσκονται κοντά σε μεγάλα υδάτινα σώματα, το καλοκαίρι δεν είναι τόσο ζεστό όσο σε μέρη μακριά από το νερό.
Υπολογισμός της ποσότητας θερμότητας που απαιτείται για τη θέρμανση του σώματος ή που απελευθερώνεται από αυτό κατά την ψύξη
Από τα προηγούμενα, είναι σαφές ότι η ποσότητα της θερμότητας που απαιτείται για τη θέρμανση του σώματος εξαρτάται από τον τύπο της ουσίας από την οποία αποτελείται το σώμα (δηλαδή την ειδική θερμοχωρητικότητα του) και από τη μάζα του σώματος. Είναι επίσης σαφές ότι η ποσότητα της θερμότητας εξαρτάται από το πόσους βαθμούς πρόκειται να αυξήσουμε τη θερμοκρασία του σώματος.
Έτσι, για να προσδιορίσετε την ποσότητα θερμότητας που απαιτείται για τη θέρμανση του σώματος ή που απελευθερώνεται από αυτό κατά την ψύξη, πρέπει να πολλαπλασιάσετε την ειδική θερμότητα του σώματος με τη μάζα του και τη διαφορά μεταξύ της τελικής και αρχικής θερμοκρασίας του:
όπου $Q$ είναι η ποσότητα θερμότητας, $c$ είναι η ειδική θερμότητα, $m$ είναι η μάζα του σώματος, $t_1$ είναι η αρχική θερμοκρασία, $t_2$ είναι η τελική θερμοκρασία.
Όταν το σώμα θερμαίνεται, $t_2 > t_1$ και, κατά συνέπεια, $Q > 0$. Κατά την ψύξη του σώματος $t_2
Εάν είναι γνωστή η θερμοχωρητικότητα ολόκληρου του σώματος $C, το Q$ καθορίζεται από τον τύπο
Ειδική θερμότητα εξάτμισης, τήξης, καύσης
Η θερμότητα της εξάτμισης (θερμότητα της εξάτμισης) είναι η ποσότητα θερμότητας που πρέπει να μεταδοθεί σε μια ουσία (σε σταθερή πίεση και σταθερή θερμοκρασία) για την πλήρη μετατροπή μιας υγρής ουσίας σε ατμό.
Η θερμότητα της εξάτμισης είναι ίση με την ποσότητα θερμότητας που απελευθερώνεται όταν ο ατμός συμπυκνώνεται σε υγρό.
Η μετατροπή ενός υγρού σε ατμό σε σταθερή θερμοκρασία δεν οδηγεί σε αύξηση της κινητικής ενέργειας των μορίων, αλλά συνοδεύεται από αύξηση της δυναμικής τους ενέργειας, αφού η απόσταση μεταξύ των μορίων αυξάνεται σημαντικά.
Ειδική θερμότητα εξάτμισης και συμπύκνωσης.Έχει αποδειχθεί πειραματικά ότι πρέπει να δαπανηθούν 2,3 $ MJ ενέργειας για να μετατραπεί πλήρως $1 $ kg νερού (στο σημείο βρασμού) σε ατμό. Για τη μετατροπή άλλων υγρών σε ατμό, απαιτείται διαφορετική ποσότητα θερμότητας. Για παράδειγμα, για το αλκοόλ είναι 0,9 $ MJ.
Η φυσική ποσότητα που δείχνει πόση θερμότητα χρειάζεται για να μετατραπεί ένα υγρό $1 $ kg σε ατμό χωρίς αλλαγή της θερμοκρασίας ονομάζεται ειδική θερμότητα εξάτμισης.
Η ειδική θερμότητα της εξάτμισης συμβολίζεται με το γράμμα $r$ και μετριέται σε τζάουλ ανά κιλό (J/kg).
Η ποσότητα θερμότητας που απαιτείται για την εξάτμιση (ή που απελευθερώνεται κατά τη συμπύκνωση).Για να υπολογίσετε την ποσότητα θερμότητας $Q$ που απαιτείται για την εξάτμιση ενός υγρού οποιασδήποτε μάζας, λαμβανόμενη στο σημείο βρασμού, πρέπει να πολλαπλασιάσετε την ειδική θερμότητα εξάτμισης $r$ με τη μάζα $m$:
Όταν ο ατμός συμπυκνώνεται, απελευθερώνεται η ίδια ποσότητα θερμότητας:
Ειδική θερμότητα σύντηξης
Η θερμότητα της σύντηξης είναι η ποσότητα θερμότητας που πρέπει να μεταδοθεί σε μια ουσία σε σταθερή πίεση και σταθερή θερμοκρασία, ίση με τη θερμοκρασίατήξη για να μεταφερθεί πλήρως από στερεά κρυσταλλική κατάσταση σε υγρό.
Η θερμότητα της σύντηξης είναι ίση με την ποσότητα θερμότητας που απελευθερώνεται κατά την κρυστάλλωση μιας ουσίας από υγρή κατάσταση.
Κατά τη διάρκεια της τήξης, όλη η θερμότητα που παρέχεται στην ουσία πηγαίνει για να αυξήσει τη δυναμική ενέργεια των μορίων της. Η κινητική ενέργεια δεν αλλάζει επειδή η τήξη γίνεται σε σταθερή θερμοκρασία.
Μελετώντας πειραματικά την τήξη διαφόρων ουσιών της ίδιας μάζας, μπορεί κανείς να παρατηρήσει ότι απαιτούνται διαφορετικές ποσότητες θερμότητας για να μετατραπούν σε υγρό. Για παράδειγμα, χρειάζονται 332$ J ενέργειας για να λιώσει ένα κιλό πάγου και 25$ kJ για να λιώσει 1 kg μολύβδου.
Η φυσική ποσότητα που δείχνει πόση θερμότητα πρέπει να μεταδοθεί σε ένα κρυσταλλικό σώμα με μάζα $1 $ kg προκειμένου να μετατραπεί πλήρως σε υγρή κατάσταση στη θερμοκρασία τήξης ονομάζεται ειδική θερμότητα σύντηξης.
Η ειδική θερμότητα της σύντηξης μετριέται σε τζάουλ ανά κιλό (J/kg) και συμβολίζεται με το ελληνικό γράμμα $λ$ (λάμδα).
Η ειδική θερμότητα της κρυστάλλωσης είναι ίση με την ειδική θερμότητα της σύντηξης, αφού κατά την κρυστάλλωση απελευθερώνεται η ίδια ποσότητα θερμότητας που απορροφάται κατά την τήξη. Έτσι, για παράδειγμα, όταν παγώνει το νερό με μάζα $1 $ kg, απελευθερώνονται τα ίδια $332 $ J ενέργειας που χρειάζονται για να μετατραπεί η ίδια μάζα πάγου σε νερό.
Για να βρείτε την ποσότητα θερμότητας που απαιτείται για να λιώσει ένα κρυσταλλικό σώμα αυθαίρετης μάζας, ή θερμότητα σύντηξης, είναι απαραίτητο να πολλαπλασιάσουμε την ειδική θερμότητα σύντηξης αυτού του σώματος με τη μάζα του:
Η ποσότητα θερμότητας που απελευθερώνεται από το σώμα θεωρείται αρνητική. Επομένως, κατά τον υπολογισμό της ποσότητας θερμότητας που απελευθερώνεται κατά την κρυστάλλωση μιας ουσίας με μάζα $m$, θα πρέπει να χρησιμοποιηθεί ο ίδιος τύπος, αλλά με πρόσημο μείον:
Ειδική θερμότητα καύσης
Η θερμογόνος δύναμη (ή θερμογόνος δύναμη, θερμιδική αξία) είναι η ποσότητα θερμότητας που απελευθερώνεται κατά την πλήρη καύση του καυσίμου.
Για τη θέρμανση των σωμάτων, χρησιμοποιείται συχνά η ενέργεια που απελευθερώνεται κατά την καύση του καυσίμου. Τα συμβατικά καύσιμα (άνθρακας, πετρέλαιο, βενζίνη) περιέχουν άνθρακα. Κατά την καύση, τα άτομα άνθρακα συνδυάζονται με άτομα οξυγόνου στον αέρα, με αποτέλεσμα το σχηματισμό μορίων διοξειδίου του άνθρακα. Η κινητική ενέργεια αυτών των μορίων αποδεικνύεται μεγαλύτερη από αυτή των αρχικών σωματιδίων. Η αύξηση της κινητικής ενέργειας των μορίων κατά την καύση ονομάζεται απελευθέρωση ενέργειας. Η ενέργεια που απελευθερώνεται κατά την πλήρη καύση του καυσίμου είναι η θερμότητα της καύσης αυτού του καυσίμου.
Η θερμότητα της καύσης του καυσίμου εξαρτάται από τον τύπο του καυσίμου και τη μάζα του. Όσο μεγαλύτερη είναι η μάζα του καυσίμου, τόσο περισσότερη ποσότητατη θερμότητα που απελευθερώνεται κατά την πλήρη καύση του.
Η φυσική ποσότητα που δείχνει πόση θερμότητα απελευθερώνεται κατά την πλήρη καύση ενός καυσίμου με μάζα $1 $ kg ονομάζεται ειδική θερμότητα καύσης του καυσίμου.
Η ειδική θερμότητα της καύσης συμβολίζεται με το γράμμα $q$ και μετριέται σε τζάουλ ανά κιλό (J/kg).
Η ποσότητα θερμότητας $Q$ που απελευθερώνεται κατά την καύση $m$ kg καυσίμου καθορίζεται από τον τύπο:
Για να βρεθεί η ποσότητα θερμότητας που απελευθερώνεται κατά την πλήρη καύση ενός καυσίμου αυθαίρετης μάζας, είναι απαραίτητο να πολλαπλασιαστεί η ειδική θερμότητα καύσης αυτού του καυσίμου με τη μάζα του.
Εξίσωση ισοζυγίου θερμότητας
Σε ένα κλειστό (απομονωμένο από εξωτερικά σώματα) θερμοδυναμικό σύστημα, μια αλλαγή στην εσωτερική ενέργεια οποιουδήποτε σώματος στο σύστημα $∆U_i$ δεν μπορεί να οδηγήσει σε αλλαγή στην εσωτερική ενέργεια ολόκληρου του συστήματος. Συνεπώς,
$∆U_1+∆U_2+∆U_3+...+∆U_n=∑↙(i)↖(n)∆U_i=0$
Εάν δεν γίνεται εργασία μέσα στο σύστημα από κανένα σώμα, τότε, σύμφωνα με τον πρώτο θερμοδυναμικό νόμο, η αλλαγή στην εσωτερική ενέργεια οποιουδήποτε σώματος συμβαίνει μόνο λόγω της ανταλλαγής θερμότητας με άλλα σώματα αυτού του συστήματος: $∆U_i= Q_i$. Θεωρώντας το ($∆U_1+∆U_2+∆U_3+...+∆U_n=∑↙(i)↖(n)∆U_i=0$), παίρνουµε:
$Q_1+Q_2+Q_3+...+Q_n=∑↙(i)↖(n)Q_i=0$
Αυτή η εξίσωση ονομάζεται εξίσωση ισορροπίας θερμότητας. Εδώ το $Q_i$ είναι η ποσότητα θερμότητας που λαμβάνεται ή εκχωρείται από το σώμα $i$-th. Οποιαδήποτε από τις ποσότητες θερμότητας $Q_i$ μπορεί να σημαίνει τη θερμότητα που απελευθερώνεται ή απορροφάται κατά την τήξη ενός σώματος, την καύση του καυσίμου, την εξάτμιση ή τη συμπύκνωση του ατμού, εάν τέτοιες διεργασίες συμβαίνουν σε διαφορετικά σώματα του συστήματος και θα καθοριστεί από το αντίστοιχες αναλογίες.
Η εξίσωση του ισοζυγίου θερμότητας είναι μια μαθηματική έκφραση του νόμου της διατήρησης της ενέργειας κατά τη μεταφορά θερμότητας.
Υπάρχουν πολλές ανοιχτές δεξαμενές στη Γη, από την επιφάνεια των οποίων εξατμίζεται το νερό: οι ωκεανοί και οι θάλασσες καταλαμβάνουν περίπου το 80% της επιφάνειας της Γης. Επομένως, υπάρχουν πάντα υδρατμοί στον αέρα.
Είναι ελαφρύτερο από τον αέρα επειδή η μοριακή μάζα του νερού (18 * 10-3 kg mol-1) είναι μικρότερη μοριακή μάζαάζωτο και οξυγόνο, που αποτελούν το μεγαλύτερο μέρος του αέρα. Επομένως, ανεβαίνουν υδρατμοί. Ταυτόχρονα διαστέλλεται, αφού στα ανώτερα στρώματα της ατμόσφαιρας η πίεση είναι χαμηλότερη από ό,τι στην επιφάνεια της Γης. Αυτή η διαδικασία μπορεί να θεωρηθεί περίπου αδιαβατική, επειδή κατά τη διάρκεια του χρόνου που λαμβάνει χώρα, η ανταλλαγή θερμότητας του ατμού με τον περιβάλλοντα αέρα δεν έχει χρόνο να συμβεί.
1. Εξηγήστε γιατί ο ατμός ψύχεται σε αυτήν την περίπτωση.
Δεν πέφτουν επειδή πέφτουν στα ύψη σε ανοδικά ρεύματα αέρα, όπως τα ανεμόπτερα πετούν στα ύψη (Εικ. 45.1). Αλλά όταν οι σταγόνες στα σύννεφα γίνονται πολύ μεγάλες, αρχίζουν να πέφτουν ούτως ή άλλως: βρέχει(Εικ. 45.2).
Νιώθουμε άνετα όταν η πίεση των υδρατμών σε θερμοκρασία δωματίου (20 ºС) είναι περίπου 1,2 kPa.
2. Ποιο μέρος (σε ποσοστό) είναι η υποδεικνυόμενη πίεση της πίεσης ατμών κορεσμού στην ίδια θερμοκρασία;
Ενδειξη. Χρησιμοποιήστε τον πίνακα τιμών πίεσης κορεσμένων υδρατμών για διαφορετικές αξίεςθερμοκρασία. Παρουσιάστηκε στην προηγούμενη παράγραφο. Εδώ είναι ένας πιο αναλυτικός πίνακας.
Βρήκατε πλέον τη σχετική υγρασία του αέρα. Ας δώσουμε τον ορισμό του.
Η σχετική υγρασία φ είναι η ποσοστιαία αναλογία της μερικής πίεσης p των υδρατμών προς την πίεση pn του κορεσμένου ατμού στην ίδια θερμοκρασία:
φ \u003d (p / pn) * 100%. (ένας)
Οι άνετες συνθήκες για ένα άτομο αντιστοιχούν σε σχετική υγρασία 50-60%. Εάν η σχετική υγρασία είναι σημαντικά μικρότερη, ο αέρας μας φαίνεται ξηρός, και αν είναι περισσότερο - υγρός. Όταν η σχετική υγρασία πλησιάζει το 100%, ο αέρας γίνεται αντιληπτός ως υγρός. Ταυτόχρονα, οι λακκούβες δεν στεγνώνουν, επειδή οι διαδικασίες εξάτμισης νερού και συμπύκνωσης ατμού αντισταθμίζουν η μία την άλλη.
Άρα, η σχετική υγρασία του αέρα κρίνεται από το πόσο κοντά είναι οι υδρατμοί στον αέρα στον κορεσμό.
Εάν ο αέρας με ακόρεστους υδρατμούς είναι ισόθερμα συμπιεσμένος, τόσο η πίεση του αέρα όσο και η πίεση των ακόρεστων ατμών θα αυξηθούν. Αλλά η πίεση των υδρατμών θα αυξηθεί μόνο μέχρι να κορεστεί!
Με περαιτέρω μείωση του όγκου, η πίεση του αέρα θα συνεχίσει να αυξάνεται και η πίεση των υδρατμών θα είναι σταθερή - θα παραμείνει ίση με την πίεση κορεσμένων ατμών σε μια δεδομένη θερμοκρασία. Ο υπερβολικός ατμός θα συμπυκνωθεί, δηλαδή θα μετατραπεί σε νερό.
3. Το δοχείο κάτω από το έμβολο περιέχει αέρα με σχετική υγρασία 50%. Ο αρχικός όγκος κάτω από το έμβολο είναι 6 λίτρα, η θερμοκρασία του αέρα είναι 20 ºС. Ο αέρας συμπιέζεται ισόθερμα. Ας υποθέσουμε ότι ο όγκος του νερού που σχηματίζεται από τον ατμό μπορεί να παραμεληθεί σε σύγκριση με τον όγκο του αέρα και του ατμού.
α) Ποια θα είναι η σχετική υγρασία του αέρα όταν ο όγκος κάτω από το έμβολο γίνει 4 λίτρα;
β) Σε τι όγκο κάτω από το έμβολο θα κορεστεί ο ατμός;
γ) Ποια είναι η αρχική μάζα του ατμού;
δ) Πόσες φορές θα μειωθεί η μάζα του ατμού όταν ο όγκος κάτω από το έμβολο γίνει ίσος με 1 λίτρο;
ε) Πόσο νερό θα συμπυκνωθεί;
2. Πώς εξαρτάται η σχετική υγρασία από τη θερμοκρασία;
Ας εξετάσουμε πώς ο αριθμητής και ο παρονομαστής στον τύπο (1), που καθορίζει τη σχετική υγρασία του αέρα, αλλάζουν με την αύξηση της θερμοκρασίας.
Ο αριθμητής είναι η πίεση των ακόρεστων υδρατμών. Είναι ευθέως ανάλογο με την απόλυτη θερμοκρασία (υπενθυμίζουμε ότι οι υδρατμοί περιγράφονται καλά από την εξίσωση του ιδανικού αερίου κατάστασης).
4. Κατά πόσο αυξάνεται η πίεση των ακόρεστων ατμών με την αύξηση της θερμοκρασίας από 0 ºС σε 40 ºС;
Και τώρα ας δούμε πώς αλλάζει η πίεση των κορεσμένων ατμών, που είναι στον παρονομαστή, σε αυτή την περίπτωση.
5. Πόσες φορές αυξάνεται η πίεση του κορεσμένου ατμού με την αύξηση της θερμοκρασίας από 0 ºС σε 40 ºС;
Τα αποτελέσματα αυτών των εργασιών δείχνουν ότι καθώς αυξάνεται η θερμοκρασία, η πίεση των κορεσμένων ατμών αυξάνεται πολύ πιο γρήγορα από την πίεση των ακόρεστων ατμών.Επομένως, η σχετική υγρασία αέρα που προσδιορίζεται από τον τύπο (1) μειώνεται γρήγορα με την αύξηση της θερμοκρασίας. Αντίστοιχα, όσο μειώνεται η θερμοκρασία, αυξάνεται η σχετική υγρασία. Παρακάτω θα το δούμε αυτό με περισσότερες λεπτομέρειες.
Κατά την εκτέλεση της ακόλουθης εργασίας, η εξίσωση κατάστασης ιδανικού αερίου και ο παραπάνω πίνακας θα σας βοηθήσουν.
6. Στους 20 ºС η σχετική υγρασία του αέρα ήταν ίση με 100%. Η θερμοκρασία του αέρα αυξήθηκε στους 40 ºС και η μάζα των υδρατμών παρέμεινε αμετάβλητη.
α) Ποια ήταν η αρχική πίεση των υδρατμών;
β) Ποια ήταν η τελική πίεση υδρατμών;
γ) Ποια είναι η πίεση ατμών κορεσμού στους 40°C;
δ) Ποια είναι η σχετική υγρασία του αέρα στην τελική κατάσταση;
ε) Πώς θα γίνει αντιληπτός αυτός ο αέρας από ένα άτομο: ως ξηρό ή ως υγρό;
7. Σε μια υγρή φθινοπωρινή μέρα, η θερμοκρασία έξω είναι 0 ºС. Η θερμοκρασία δωματίου είναι 20 ºС, η σχετική υγρασία είναι 50%.
α) Πού είναι μεγαλύτερη η μερική πίεση των υδρατμών: σε εσωτερικούς ή εξωτερικούς χώρους;
β) Προς ποια κατεύθυνση θα πάνε οι υδρατμοί αν ανοίξει το παράθυρο - μέσα στο δωμάτιο ή έξω από το δωμάτιο;
γ) Ποια θα ήταν η σχετική υγρασία στο δωμάτιο αν η μερική πίεση των υδρατμών στο δωμάτιο γινόταν ίση με τη μερική πίεση των υδρατμών έξω;
8. Τα βρεγμένα αντικείμενα είναι συνήθως πιο βαριά από τα στεγνά: για παράδειγμα, ένα βρεγμένο φόρεμα είναι πιο βαρύ από ένα στεγνό και τα υγρά καυσόξυλα είναι βαρύτερα από τα στεγνά. Αυτό εξηγείται από το γεγονός ότι ίδιο βάροςσώμα προστίθεται στο βάρος της υγρασίας που περιέχεται σε αυτό. Αλλά με τον αέρα, η κατάσταση είναι το αντίθετο: ο υγρός αέρας είναι ελαφρύτερος από τον ξηρό αέρα! Πώς να το εξηγήσω;
3. Σημείο δρόσου
Όταν η θερμοκρασία πέφτει, η σχετική υγρασία του αέρα αυξάνεται (αν και η μάζα των υδρατμών στον αέρα δεν αλλάζει).
Όταν η σχετική υγρασία του αέρα φτάσει στο 100%, οι υδρατμοί γίνονται κορεσμένοι. (Στο Ειδικές καταστάσειςμπορείτε να πάρετε υπερκορεσμένο ατμό. Χρησιμοποιείται σε θαλάμους νεφών για την ανίχνευση ιχνών (ίχνης) στοιχειωδών σωματιδίων στους επιταχυντές.) Με περαιτέρω μείωση της θερμοκρασίας, οι υδρατμοί αρχίζουν να συμπυκνώνονται: πέφτει δροσιά. Επομένως, η θερμοκρασία στην οποία ένας δεδομένος υδρατμός γίνεται κορεσμένος ονομάζεται σημείο δρόσου για αυτόν τον ατμό.
9. Εξηγήστε γιατί η δροσιά (Εικόνα 45.3) πέφτει συνήθως τις πρώτες πρωινές ώρες.
Εξετάστε ένα παράδειγμα εύρεσης του σημείου δρόσου για αέρα συγκεκριμένης θερμοκρασίας με δεδομένη υγρασία. Για αυτό χρειαζόμαστε τον παρακάτω πίνακα.
10. Ένας άντρας με γυαλιά μπήκε στο κατάστημα από το δρόμο και διαπίστωσε ότι τα γυαλιά του ήταν θολωμένα. Θα υποθέσουμε ότι η θερμοκρασία του γυαλιού και του στρώματος αέρα που γειτνιάζει με αυτά είναι ίση με τη θερμοκρασία του εξωτερικού αέρα. Η θερμοκρασία του αέρα στο κατάστημα είναι 20 ºС, η σχετική υγρασία 60%.
α) Είναι κορεσμένοι οι υδρατμοί στο στρώμα αέρα που βρίσκεται δίπλα στους φακούς των γυαλιών;
β) Ποια είναι η μερική πίεση των υδρατμών στην αποθήκη;
γ) Σε ποια θερμοκρασία η πίεση των υδρατμών είναι ίση με την πίεση των κορεσμένων ατμών;
δ) Πώς είναι η εξωτερική θερμοκρασία;
11. Σε διαφανή κύλινδρο κάτω από το έμβολο βρίσκεται αέρας με σχετική υγρασία 21%. Η αρχική θερμοκρασία του αέρα είναι 60 ºС.
α) Σε ποια θερμοκρασία πρέπει να ψύχεται ο αέρας σε σταθερό όγκο για να πέσει η δροσιά στον κύλινδρο;
β) Πόσες φορές πρέπει να μειωθεί ο όγκος του αέρα σε σταθερή θερμοκρασία για να πέσει η δροσιά στον κύλινδρο;
γ) Ο αέρας πρώτα συμπιέζεται ισοθερμικά και μετά ψύχεται σε σταθερό όγκο. Η δροσιά άρχισε να πέφτει όταν η θερμοκρασία του αέρα έπεσε στους 20 ºС. Πόσες φορές μειώθηκε ο όγκος του αέρα σε σχέση με τον αρχικό;
12. Γιατί καύσωναςπιο δύσκολο να ανεχθεί σε υψηλή υγρασία;
4. Μέτρηση υγρασίας
Η υγρασία του αέρα συχνά μετριέται με ψυχόμετρο (Εικ. 45.4). (Από το ελληνικό "ψυχρός" - κρύο. Αυτό το όνομα οφείλεται στο γεγονός ότι οι ενδείξεις ενός υγρού θερμομέτρου είναι χαμηλότερες από το ξηρό.) Αποτελείται από έναν ξηρό και υγρό λαμπτήρα.
Οι μετρήσεις του υγρού λαμπτήρα είναι χαμηλότερες από τις μετρήσεις του ξηρού λαμπτήρα επειδή το υγρό ψύχεται καθώς εξατμίζεται. Όσο χαμηλότερη είναι η σχετική υγρασία του αέρα, τόσο πιο έντονη είναι η εξάτμιση.
13. Ποιο θερμόμετρο στο σχήμα 45.4 βρίσκεται αριστερά;
Έτσι, σύμφωνα με τις ενδείξεις των θερμομέτρων, μπορείτε να προσδιορίσετε τη σχετική υγρασία του αέρα. Για αυτό, χρησιμοποιείται ένας ψυχομετρικός πίνακας, ο οποίος συχνά τοποθετείται στο ίδιο το ψυχόμετρο.
Για τον προσδιορισμό της σχετικής υγρασίας του αέρα, είναι απαραίτητο:
- λάβετε μετρήσεις των θερμομέτρων (στην περίπτωση αυτή, 33 ºС και 23 ºС).
- βρείτε στον πίνακα τη σειρά που αντιστοιχεί στις ενδείξεις ξηρού θερμομέτρου και τη στήλη που αντιστοιχεί στη διαφορά στις ενδείξεις του θερμομέτρου (Εικ. 45.5).
- στη διασταύρωση της γραμμής και της στήλης, διαβάστε την τιμή της σχετικής υγρασίας του αέρα.
14. Χρησιμοποιώντας τον ψυχρομετρικό πίνακα (Εικ. 45.5), προσδιορίστε σε ποιες μετρήσεις του θερμομέτρου η σχετική υγρασία του αέρα είναι 50%.
Πρόσθετες ερωτήσεις και εργασίες
15. Σε θερμοκήπιο όγκου 100 m3 είναι απαραίτητη η διατήρηση σχετικής υγρασίας τουλάχιστον 60%. Νωρίς το πρωί σε θερμοκρασία 15 ºС, έπεσε δροσιά στο θερμοκήπιο. Η θερμοκρασία της ημέρας στο θερμοκήπιο αυξήθηκε στους 30 ºС.
α) Ποια είναι η μερική πίεση των υδρατμών στο θερμοκήπιο στους 15°C;
β) Ποια είναι η μάζα των υδρατμών στο θερμοκήπιο σε αυτή τη θερμοκρασία;
γ) Ποια είναι η ελάχιστη επιτρεπόμενη μερική πίεση υδρατμών σε θερμοκήπιο στους 30°C;
δ) Ποια είναι η μάζα των υδρατμών στο θερμοκήπιο;
ε) Ποια μάζα νερού πρέπει να εξατμιστεί στο θερμοκήπιο για να διατηρηθεί η απαιτούμενη σχετική υγρασία σε αυτό;
16. Στο ψυχόμετρο και τα δύο θερμόμετρα δείχνουν την ίδια θερμοκρασία. Ποια είναι η σχετική υγρασία του αέρα; Εξήγησε την απάντησή σου.
Λέξη Υγρασία
Η λέξη Moisture στο λεξικό του Dahl
και. υγρό γενικά: | πτύελα, υγρασία? νερό. Vologa, λάδι υγρό, λίπος, λάδι. Χωρίς υγρασία και ζέστη, χωρίς βλάστηση, χωρίς ζωή.
Από τι εξαρτάται η υγρασία του αέρα;
Υπάρχει ομιχλώδης υγρασία στον αέρα τώρα. Υγρό, υγρό, υγρό, υγρό, υγρό, υδαρές. Υγρό καλοκαίρι. Βρεγμένα λιβάδια, δάχτυλα, αέρας. Υγρό μέρος. Υγρασία υγρασία, υγρασία, πτύελα, υγρή κατάσταση. Βρέξτε ό,τι, βρέξτε, κάντε υγρό, ποτίστε ή κορεσμένο με νερό. Μετρητής υγρασίας
υγρόμετρο, βλήμα, που δείχνει τον βαθμό υγρασίας στον αέρα.
Η λέξη Moisture στο λεξικό Ozhegov
ΥΓΡΑΣΙΑ, -και, καλά. Υγρασία, νερό που περιέχεται σε κάτι. Αέρας κορεσμένος με υγρασία.
Η λέξη Υγρασία στο λεξικό Εφραίμ
στρες:υγρασία
- Υγρό, νερό ή ατμός του που περιέχεται σε κάτι
Η λέξη Moisture στο λεξικό του Max Fasmer
υγρασία
δάνεια.
από cslav., βλ. st.-glor. υγρασία (Supr.). Βλέπε Vologa.
Η λέξη Υγρασία στο λεξικό του Δ.Ν. Ο Ουσάκοφ
MOISTURE, υγρασία, πληθ. όχι θηλυκό (Βιβλία). Υγρασία, νερό, εξάτμιση. Τα φυτά απαιτούν πολλή υγρασία. Ο αέρας είναι κορεσμένος με υγρασία.
Λέξη υγρασία στο λεξικό συνωνύμων
αλκοόλ, νερό, πτύελα, υγρασία, υγρό, υγρασία, πρώτη ύλη
Η λέξη Moisture στο λεξικό Συνώνυμα 4
νερό, βλέννα, υγρασία
Η λέξη Υγρασία στο λεξικό Πλήρες τονισμένο παράδειγμα σύμφωνα με τον Α. A. Zaliznya
υγρασία,
υγρασία
υγρασία
υγρασία
υγρασία
υγρασία
υγρασία
υγρασία
υγρασία
υγρασία
υγρασία
υγρασία
υγρασία
Το ψυχόμετρο του August αποτελείται από δύο υδραργυρικά θερμόμετρα τοποθετημένα σε τρίποδο ή τοποθετημένα σε κοινή θήκη.
Ο βολβός ενός θερμομέτρου τυλίγεται σε ένα λεπτό καμπρικο ύφασμα, χαμηλώνει σε ένα ποτήρι απεσταγμένο νερό.
Όταν χρησιμοποιείτε το ψυχόμετρο Αυγούστου, η απόλυτη υγρασία υπολογίζεται χρησιμοποιώντας τον τύπο Rainier:
A = f-a(t-t1)H,
όπου Α είναι η απόλυτη υγρασία. f είναι η μέγιστη πίεση υδρατμών στη θερμοκρασία υγρού λαμπτήρα (βλ
πίνακας 2); α - ψυχρομετρικός συντελεστής, t - θερμοκρασία ξηρού λαμπτήρα. t1 - θερμοκρασία υγρού λαμπτήρα. H είναι η βαρομετρική πίεση τη στιγμή του προσδιορισμού.
Εάν ο αέρας είναι τελείως ακίνητος, τότε a = 0,00128. Παρουσία ασθενούς κίνησης αέρα (0,4 m/s) a = 0,00110. Η μέγιστη και η σχετική υγρασία υπολογίζονται όπως υποδεικνύεται στη σελίδα
Τι είναι η υγρασία του αέρα; Από τι εξαρτάται;
| Θερμοκρασία αέρα (°С) | Θερμοκρασία αέρα (°С) | Πίεση υδρατμών (mm Hg) | Θερμοκρασία αέρα (°С) | Πίεση υδρατμών (mm Hg) | |
| -20 - 15 -10 -5 -3 -4 0 +1 +2,0 +4,0 +6,0 +8,0 +10,0 +11,0 +12,0 |
0,94 1.44 2.15 3.16 3,67 4,256 4,579 4,926 5,294 6,101 7,103 8.045 9,209 9,844 10,518 |
+13,0 +14,0 +15,0 +16,0 +17,0 +18,0 +19,0 +20,0 +21,0 +22,0 +24,0 +25,0 +27,0 +30,0 +32,0 |
11,231 11,987 12,788 13,634 14,530 15,477 16.477 17,735 18,650 19,827 22,377 23,756 26,739 31,842 35,663 |
+35,0 +37,0 +40,0 +45,0 +55,0 +70,0 +100,0 |
42,175 47,067 55,324 71,88 118,04 233,7 760,0 |
Πίνακας 3
Προσδιορισμός σχετικής υγρασίας σύμφωνα με μετρήσεις
ψυχόμετρο αναρρόφησης (σε ποσοστό) 
Πίνακας 4. Προσδιορισμός της σχετικής υγρασίας του αέρα σύμφωνα με τις μετρήσεις των ξηρών και υγρών θερμομέτρων στο ψυχόμετρο Αυγούστου υπό κανονικές συνθήκες ήρεμης και ομοιόμορφης κίνησης του αέρα στο δωμάτιο με ταχύτητα 0,2 m / s 
Για τον προσδιορισμό της σχετικής υγρασίας υπάρχουν ειδικοί πίνακες (πίνακες 3, 4).
Πιο ακριβείς μετρήσεις δίνονται από το ψυχόμετρο Assmann (Εικ. 3). Αποτελείται από δύο θερμόμετρα, κλεισμένα σε μεταλλικούς σωλήνες, μέσω των οποίων ο αέρας αναρροφάται ομοιόμορφα μέσω ενός ρολόι ανεμιστήρα που βρίσκεται στο επάνω μέρος της συσκευής.
Η δεξαμενή υδραργύρου ενός από τα θερμόμετρα τυλίγεται με ένα κομμάτι καμβρίου, το οποίο υγραίνεται με απεσταγμένο νερό πριν από κάθε προσδιορισμό χρησιμοποιώντας ειδική πιπέτα. Αφού βρέξετε το θερμόμετρο, ανοίξτε τον ανεμιστήρα με το κλειδί και κρεμάστε τη συσκευή σε ένα τρίποδο.
Μετά από 4-5 λεπτά, καταγράψτε τις ενδείξεις των ξηρών και υγρών θερμομέτρων. Δεδομένου ότι η υγρασία εξατμίζεται και η θερμότητα απορροφάται από την επιφάνεια μιας μπάλας υδραργύρου που έχει διαβραχεί με ένα θερμόμετρο, θα εμφανίσει χαμηλότερη θερμοκρασία. Η απόλυτη υγρασία υπολογίζεται με τον τύπο Shprung: 
όπου Α είναι η απόλυτη υγρασία. f είναι η μέγιστη πίεση υδρατμών στη θερμοκρασία υγρού λαμπτήρα. 0,5 - σταθερός ψυχομετρικός συντελεστής (διόρθωση για την ταχύτητα του αέρα). t είναι η θερμοκρασία στεγνού λαμπτήρα. t1 - θερμοκρασία υγρού λαμπτήρα. H - βαρομετρική πίεση; 755 - μέση βαρομετρική πίεση (καθορίζεται σύμφωνα με τον πίνακα 2).
Η μέγιστη υγρασία (F) προσδιορίζεται χρησιμοποιώντας τη θερμοκρασία ξηρού λαμπτήρα του πίνακα 2.
Η σχετική υγρασία (R) υπολογίζεται με τον τύπο:
όπου R είναι η σχετική υγρασία. Α - απόλυτη υγρασία. F είναι η μέγιστη υγρασία σε θερμοκρασία ξηρού λαμπτήρα.
Ένας υγρογράφος χρησιμοποιείται για τον προσδιορισμό των διακυμάνσεων της σχετικής υγρασίας με την πάροδο του χρόνου.
Η συσκευή έχει σχεδιαστεί παρόμοια με έναν θερμογράφο, αλλά το αντιληπτό μέρος του υγρογράφου είναι μια δέσμη μαλλιών χωρίς λίπος.
Ρύζι. 3. Ψυχόμετρο αναρρόφησης Assmann:
1 - μεταλλικοί σωλήνες.
2 - θερμόμετρα υδραργύρου.
3 - οπές για την έξοδο του αναρροφημένου αέρα.
4 - σφιγκτήρας για την ανάρτηση του ψυχόμετρου.
5 - πιπέτα για βρέξιμο υγρού θερμομέτρου.
Η πρόγνωση του καιρού για αύριο
Σε σύγκριση με χθες, έχει γίνει λίγο πιο κρύο στη Μόσχα, η θερμοκρασία του περιβάλλοντος αέρα έχει πέσει από 17 °C χθες στους 16 °C σήμερα.
Η πρόγνωση του καιρού για αύριο δεν υπόσχεται σημαντικές αλλαγές στη θερμοκρασία, θα παραμείνει στα ίδια επίπεδα από 11 έως 22 βαθμούς Κελσίου.
Η σχετική υγρασία έχει αυξηθεί στο 75 τοις εκατό και συνεχίζει να αυξάνεται. Η ατμοσφαιρική πίεση την περασμένη ημέρα μειώθηκε ελαφρά κατά 2 mm Hg και έγινε ακόμη χαμηλότερη.
Ο πραγματικός καιρός σήμερα
Σύμφωνα με 2018-07-04 15:00 βρέχει στη Μόσχα, φυσάει ελαφρύς άνεμος
Καιρικά πρότυπα και συνθήκες στη Μόσχα
Τα χαρακτηριστικά του καιρού στη Μόσχα καθορίζονται, πρώτα απ 'όλα, από την τοποθεσία της πόλης.
Η πρωτεύουσα βρίσκεται στην πεδιάδα της Ανατολικής Ευρώπης και θερμές και ψυχρές μάζες αέρα κινούνται ελεύθερα πάνω από τη μητρόπολη. Ο καιρός στη Μόσχα επηρεάζεται από τους κυκλώνες του Ατλαντικού και της Μεσογείου, γι 'αυτό το επίπεδο βροχόπτωσης είναι υψηλότερο εδώ και το χειμώνα είναι πιο ζεστό από ό, τι σε πόλεις που βρίσκονται σε αυτό το γεωγραφικό πλάτος.
Ο καιρός στη Μόσχα αντανακλά όλα τα χαρακτηριστικά φαινόμενα ενός εύκρατου ηπειρωτικού κλίματος. Η σχετική αστάθεια του καιρού εκφράζεται, για παράδειγμα, σε κρύος χειμώνας, με ξαφνικές ξεπαγώσεις, απότομη ψύξη το καλοκαίρι, απώλεια ένας μεγάλος αριθμόςκατακρήμνιση. Αυτά και άλλα καιρικές συνθήκεςσε καμία περίπτωση ασυνήθιστο. Το καλοκαίρι και το φθινόπωρο, παρατηρούνται συχνά ομίχλες στη Μόσχα, η αιτία των οποίων έγκειται εν μέρει στην ανθρώπινη δραστηριότητα. καταιγίδες ακόμα και το χειμώνα.
Τον Ιούνιο του 1998, μια ισχυρή καταιγίδα στοίχισε τη ζωή σε οκτώ άτομα, 157 άνθρωποι τραυματίστηκαν. Τον Δεκέμβριο του 2010, ισχυρή παγωμένη βροχή που προκλήθηκε από διαφορές θερμοκρασίας στο υψόμετρο και στο έδαφος μετέτρεψε τους δρόμους σε παγοδρόμιο και γιγάντια παγάκια και δέντρα που έσπασαν κάτω από το βάρος του πάγου έπεσαν πάνω σε ανθρώπους, κτίρια και αυτοκίνητα.
Η ελάχιστη θερμοκρασία στη Μόσχα καταγράφηκε το 1940, ήταν -42,2°C, η μέγιστη - +38,2°C καταγράφηκε το 2010.
Η μέση θερμοκρασία Ιουλίου το 2010 - 26,1 ° - είναι κοντά στο κανονικό Ηνωμένα Αραβικά Εμιράτακαι το Κάιρο. Και γενικά, το 2010 έγινε η χρονιά ρεκόρ για τον αριθμό των μέγιστων θερμοκρασιών: 22 ημερήσια ρεκόρ σημειώθηκαν κατά τη διάρκεια του καλοκαιριού.
Ο καιρός στο κέντρο της Μόσχας και στα περίχωρα δεν είναι ίδιος.
Τι καθορίζει τη σχετική υγρασία του αέρα και πώς;
Η θερμοκρασία στις κεντρικές περιοχές είναι υψηλότερη, το χειμώνα η διαφορά μπορεί να φτάσει τους 5-10 βαθμούς. Είναι ενδιαφέρον ότι τα επίσημα μετεωρολογικά δεδομένα στη Μόσχα παρέχονται από τον μετεωρολογικό σταθμό στο All-Russian Exhibition Center που βρίσκεται στα βορειοανατολικά της πόλης, το οποίο είναι αρκετούς βαθμούς χαμηλότερο από τις τιμές θερμοκρασίας του μετεωρολογικού σταθμού στο Balchug στο το κέντρο της μητρόπολης.
Ο καιρός σε άλλες πόλεις της περιοχής της Μόσχας›
Ξηρά ύλη και υγρασία
Το νερό είναι μια από τις πιο κοινές ουσίες στη γη, είναι απαραίτητη προϋπόθεση για τη ζωή και αποτελεί μέρος όλων των προϊόντων και υλικών τροφίμων.
Το νερό, που δεν είναι το ίδιο θρεπτικό συστατικό, είναι ζωτικής σημασίας ως σταθεροποιητής της θερμοκρασίας του σώματος, φορέας θρεπτικών ουσιών (θρεπτικών ουσιών) και πεπτικών αποβλήτων, αντιδραστήριο και μέσο αντίδρασης σε έναν αριθμό χημικών μετασχηματισμών, σταθεροποιητής διαμόρφωσης βιοπολυμερούς και, τέλος, ως ουσία που διευκολύνει τη δυναμική συμπεριφορά των μακρομορίων, συμπεριλαμβανομένης της εκδήλωσης των καταλυτικών (ενζυματικών) ιδιοτήτων τους.
Το νερό είναι το πιο σημαντικό συστατικό της τροφής.
Υπάρχει σε μια ποικιλία φυτικών και ζωικών προϊόντων ως κυτταρικό και εξωκυτταρικό συστατικό, ως μέσο διασποράς και διαλύτης, καθορίζοντας τη συνοχή και τη δομή. Το νερό επηρεάζει εμφάνιση, γεύση και σταθερότητα του προϊόντος κατά την αποθήκευση. Μέσω της φυσικής του αλληλεπίδρασης με πρωτεΐνες, πολυσακχαρίτες, λιπίδια και άλατα, το νερό συμβάλλει σημαντικά στη δομή των τροφίμων.
Η συνολική περιεκτικότητα σε υγρασία ενός προϊόντος υποδεικνύει την ποσότητα υγρασίας σε αυτό, αλλά δεν χαρακτηρίζει τη συμμετοχή του σε χημικές και βιολογικές αλλαγές στο προϊόν.
Η αναλογία ελεύθερης και δεσμευμένης υγρασίας παίζει σημαντικό ρόλο στη διασφάλιση της σταθερότητάς της κατά την αποθήκευση.
δεσμευμένη υγρασία- αυτό είναι συνδεδεμένο νερό, που συνδέεται έντονα με διάφορα συστατικά - πρωτεΐνες, λιπίδια και υδατάνθρακες λόγω χημικών και φυσικών δεσμών.
Ελεύθερη υγρασία- πρόκειται για υγρασία που δεν δεσμεύεται από πολυμερές και είναι διαθέσιμη για να συμβούν βιοχημικές, χημικές και μικροβιολογικές αντιδράσεις.
Με άμεσες μεθόδους, η υγρασία εξάγεται από το προϊόν και προσδιορίζεται η ποσότητα της. έμμεση (ξήρανση, διαθλασιμετρία, πυκνότητα και ηλεκτρική αγωγιμότητα του διαλύματος) - προσδιορίστε την περιεκτικότητα σε στερεά (ξηρό υπόλειμμα). Οι έμμεσες μέθοδοι περιλαμβάνουν επίσης μια μέθοδο που βασίζεται στην αλληλεπίδραση του νερού με ορισμένα αντιδραστήρια.
Προσδιορισμός της περιεκτικότητας σε υγρασία στέγνωμα σε σταθερό βάρος (μέθοδος arbitrage)βασίζεται στην απελευθέρωση υγροσκοπικής υγρασίας από το υπό μελέτη αντικείμενο σε συγκεκριμένη θερμοκρασία.
Η ξήρανση πραγματοποιείται σε σταθερό βάρος ή με επιταχυνόμενες μεθόδους στο αυξημένη θερμοκρασίαεντός του δεδομένου.
Η ξήρανση των δειγμάτων που πυροσυσσωματώνονται σε πυκνή μάζα πραγματοποιείται με φρυγμένη άμμο, η μάζα της οποίας πρέπει να είναι 2-4 φορές περισσότερη μάζαμεντεσέδες.
Η άμμος δίνει στο δείγμα πορώδες, αυξάνει την επιφάνεια εξάτμισης, αποτρέπει το σχηματισμό κρούστας στην επιφάνεια, γεγονός που καθιστά δύσκολη την απομάκρυνση της υγρασίας. Η ξήρανση πραγματοποιείται σε πορσελάνινα κύπελλα, αλουμινένια ή γυάλινα μπουκάλια για 30 λεπτά, σε συγκεκριμένη θερμοκρασία, ανάλογα με τον τύπο του προϊόντος.
Το κλάσμα μάζας των στερεών (Χ,%) υπολογίζεται με τον τύπο
όπου m είναι το βάρος της φιάλης με γυάλινη ράβδο και άμμο, g.
m1 είναι η μάζα της φιάλης ζύγισης με γυάλινη ράβδο, άμμο και
ζυγισμένο πριν από την ξήρανση, g;
m2 είναι το βάρος της φιάλης με γυάλινη ράβδο, άμμο και δείγμα
μετά την ξήρανση,
Η ξήρανση στη συσκευή HF πραγματοποιείται μέσω υπέρυθρης ακτινοβολίας σε μια συσκευή που αποτελείται από δύο διασυνδεδεμένες ογκώδεις στρογγυλές ή ορθογώνιες πλάκες (Εικόνα 3.1).
Εικόνα 3.1 - Συσκευή ραδιοσυχνοτήτων για τον προσδιορισμό της υγρασίας
1 - λαβή? 2 - πάνω πλάκα. 3 - μονάδα ελέγχου. 4 - κάτω πλάκα. 5 - θερμόμετρο ηλεκτρικής επαφής
Σε κατάσταση λειτουργίας, δημιουργείται ένα κενό 2-3 mm μεταξύ των πλακών.
Η θερμοκρασία της επιφάνειας θέρμανσης ελέγχεται από δύο θερμόμετρα υδραργύρου. Για υποστήριξη σταθερή θερμοκρασίαΗ συσκευή είναι εξοπλισμένη με ένα θερμόμετρο επαφής συνδεδεμένο σε σειρά με το ρελέ. Η ρυθμισμένη θερμοκρασία ρυθμίζεται στο θερμόμετρο επαφής. Η συσκευή συνδέεται στο δίκτυο 20 ... 25 λεπτά πριν από την έναρξη του στεγνώματος για να θερμανθεί στην επιθυμητή θερμοκρασία.
Ένα μέρος του προϊόντος στεγνώνει σε περιστροφική χάρτινη σακούλα διαστάσεων 20x14 cm για 3 λεπτά σε συγκεκριμένη θερμοκρασία, ψύχεται σε ξηραντήρα για 2-3 λεπτά και ζυγίζεται γρήγορα με ακρίβεια 0,01 g.
Η υγρασία (Χ,%) υπολογίζεται με τον τύπο
όπου m είναι η μάζα της συσκευασίας, g;
m1 είναι η μάζα της συσκευασίας με ένα δείγμα πριν από την ξήρανση, g.
m2 είναι η μάζα της συσκευασίας με το αποξηραμένο δείγμα, g.
Διαθλασιμετρική μέθοδοςπου χρησιμοποιείται για έλεγχος παραγωγήςκατά τον προσδιορισμό της περιεκτικότητας σε στερεά σε αντικείμενα πλούσια σε σακχαρόζη: γλυκά πιάτα, ποτά, χυμοί, σιρόπια.
Η μέθοδος βασίζεται στη σχέση μεταξύ του δείκτη διάθλασης του υπό μελέτη αντικειμένου ή του εκχυλίσματος νερού από αυτό και της συγκέντρωσης σακχαρόζης.
Υγρασία αέρα
Ο δείκτης διάθλασης εξαρτάται από τη θερμοκρασία, επομένως η μέτρηση γίνεται μετά τη θερμοστάθμιση των πρισμάτων και του δοκιμαστικού διαλύματος.
Η μάζα των στερεών (X, g) για ποτά με ζάχαρη υπολογίζεται με τον τύπο
όπου προσδιορίζεται α - μάζα για ξηρές ουσίες
διαθλασιμετρική μέθοδος, %;
P είναι ο όγκος του ποτού, cm3.
για σιρόπια, φρούτα και μούρα και ζελέ γάλακτος κ.λπ.
σύμφωνα με τον τύπο
όπου a είναι το κλάσμα μάζας των στερεών σε διάλυμα, %;
m1 είναι η μάζα του διαλυμένου δείγματος, g.
m είναι η μάζα του δείγματος, g.
Εκτός από αυτές τις κοινές μεθόδους για τον προσδιορισμό της ξηρής ύλης, χρησιμοποιείται ένας αριθμός μεθόδων για τον προσδιορισμό της περιεκτικότητας τόσο σε ελεύθερη όσο και σε δεσμευμένη υγρασία.
Χρωματομετρία διαφορικής σάρωσης.
Εάν το δείγμα ψύχεται σε θερμοκρασία κάτω από 0°C, τότε η ελεύθερη υγρασία θα παγώσει, αλλά η δεσμευμένη υγρασία όχι. Με τη θέρμανση ενός κατεψυγμένου δείγματος σε χρωματόμετρο, μπορεί να μετρηθεί η θερμότητα που καταναλώνεται όταν λιώνει ο πάγος.
Το μη παγωμένο νερό ορίζεται ως η διαφορά μεταξύ κοινού και παγωμένου νερού.
Διηλεκτρικές μετρήσεις. Η μέθοδος βασίζεται στο γεγονός ότι στους 0°C οι διηλεκτρικές σταθερές του νερού και του πάγου είναι περίπου ίσες. Αλλά εάν μέρος της υγρασίας είναι δεσμευμένο, τότε οι διηλεκτρικές της ιδιότητες θα πρέπει να είναι πολύ διαφορετικές από τις διηλεκτρικές ιδιότητες του χύμα νερού και του πάγου.
Μέτρηση θερμοχωρητικότητας.
Η θερμοχωρητικότητα του νερού είναι μεγαλύτερη από τη θερμοχωρητικότητα του πάγου, γιατί Καθώς η θερμοκρασία του νερού αυξάνεται, οι δεσμοί υδρογόνου σπάνε. Αυτή η ιδιότητα χρησιμοποιείται για τη μελέτη της κινητικότητας των μορίων του νερού.
Η τιμή της θερμοχωρητικότητας, ανάλογα με την περιεκτικότητά της σε πολυμερή, δίνει πληροφορίες για την ποσότητα του δεσμευμένου νερού. Εάν το νερό δεσμεύεται ειδικά σε χαμηλές συγκεντρώσεις, τότε η συμβολή του στη θερμοχωρητικότητα είναι μικρή. Στην περιοχή του υψηλές αξίεςΗ περιεκτικότητά του σε υγρασία καθορίζεται κυρίως από την ελεύθερη υγρασία, της οποίας η συμβολή στη θερμοχωρητικότητα είναι περίπου 2 φορές μεγαλύτερη από αυτή του πάγου.
Πυρηνικός μαγνητικός συντονισμός (NMR).Η μέθοδος συνίσταται στη μελέτη της κινητικότητας του νερού σε μια σταθερή μήτρα.
Παρουσία ελεύθερης και δεσμευμένης υγρασίας, λαμβάνονται δύο γραμμές στο φάσμα NMR αντί για μία για χύμα νερό.
Προηγούμενο11121314151617181920212223242526Επόμενο
ΔΕΙΤΕ ΠΕΡΙΣΣΟΤΕΡΑ:
Υγρασία αέρα. Μονάδες. Επιρροή στο έργο της αεροπορίας.
Το νερό είναι μια ουσία που μπορεί ταυτόχρονα να βρίσκεται σε διάφορες αθροιστικές καταστάσεις στην ίδια θερμοκρασία: αέριο (υδροατμός), υγρό (νερό), στερεό (πάγος). Αυτές οι καταστάσεις μερικές φορές ονομάζονται φάση φάσης του νερού.
Υπό ορισμένες συνθήκες, το νερό από μια κατάσταση (φάσης) μπορεί να περάσει σε μια άλλη. Έτσι οι υδρατμοί μπορούν να περάσουν σε υγρή κατάσταση (διαδικασία συμπύκνωσης), ή, παρακάμπτοντας την υγρή φάση, να περάσουν σε στερεή κατάσταση - πάγο (διαδικασία εξάχνωσης).
Με τη σειρά τους, το νερό και ο πάγος μπορούν να μετατραπούν σε αέρια κατάσταση - υδρατμούς (διαδικασία εξάτμισης).
Η υγρασία αναφέρεται σε μία από τις καταστάσεις φάσης - υδρατμούς που περιέχονται στον αέρα.
Εισέρχεται στην ατμόσφαιρα με εξάτμιση από τις επιφάνειες του νερού, το έδαφος, το χιόνι και τη βλάστηση.
Ως αποτέλεσμα της εξάτμισης, μέρος του νερού περνά σε αέρια κατάσταση, σχηματίζοντας ένα στρώμα ατμού πάνω από την επιφάνεια εξάτμισης.
Σχετική υγρασία
Αυτός ο ατμός μεταφέρεται από ρεύματα αέρα σε κάθετες και οριζόντιες κατευθύνσεις.
Η διαδικασία εξάτμισης συνεχίζεται έως ότου η ποσότητα των υδρατμών πάνω από την επιφάνεια εξάτμισης φτάσει σε πλήρη κορεσμό, δηλαδή τη μέγιστη δυνατή ποσότητα σε έναν δεδομένο όγκο σε σταθερή πίεση και θερμοκρασία αέρα.
Η ποσότητα των υδρατμών στον αέρα χαρακτηρίζεται από τις ακόλουθες μονάδες:
Πίεση υδρατμών.
Όπως κάθε άλλο αέριο, οι υδρατμοί έχουν τη δική τους ελαστικότητα και ασκούν πίεση, η οποία μετριέται σε mm Hg ή hPa. Η ποσότητα των υδρατμών σε αυτές τις μονάδες υποδεικνύεται: πραγματική - μι, κορεσμός - ΜΙ.Στους μετεωρολογικούς σταθμούς, με τη μέτρηση της ελαστικότητας σε hPa, γίνονται παρατηρήσεις για την περιεκτικότητα σε υγρασία των υδρατμών.
Απόλυτη υγρασία. Αντιπροσωπεύει την ποσότητα των υδρατμών σε γραμμάρια που περιέχονται σε ένα κυβικό μέτρο αέρα (g/).
γράμμα ένα- η πραγματική ποσότητα υποδεικνύεται με το γράμμα ΑΛΛΑ- κορεσμένος χώρος. Η απόλυτη υγρασία στην τιμή της είναι κοντά στην ελαστικότητα των υδρατμών, εκφρασμένη σε mm Hg, αλλά όχι σε hPa, σε θερμοκρασία 16,5 C μικαι έναείναι ίσα μεταξύ τους.
Ειδική υγρασίαείναι η ποσότητα υδρατμών σε γραμμάρια που περιέχεται σε ένα κιλό αέρα (g/kg).
γράμμα q -η πραγματική ποσότητα υποδεικνύεται με το γράμμα Q-κορεσμένος χώρος. Η ειδική υγρασία είναι μια βολική τιμή για τους θεωρητικούς υπολογισμούς, καθώς δεν αλλάζει όταν ο αέρας θερμαίνεται, ψύχεται, συμπιέζεται και διαστέλλεται (εκτός εάν ο αέρας συμπυκνώνεται). Η τιμή της ειδικής υγρασίας χρησιμοποιείται για κάθε είδους υπολογισμούς.
Σχετική υγρασίααντιπροσωπεύει το ποσοστό της ποσότητας των υδρατμών που περιέχεται στον αέρα στην ποσότητα που θα κορεστούσε ένα δεδομένο χώρο στην ίδια θερμοκρασία.
Η σχετική υγρασία υποδεικνύεται με το γράμμα r.
Εξ ορισμού
r=e/E*100%
Η ποσότητα των υδρατμών που κορεστεί το χώρο μπορεί να είναι διαφορετική και εξαρτάται από το πόσα μόρια ατμού μπορούν να διαφύγουν από την επιφάνεια εξάτμισης.
Ο κορεσμός του αέρα με υδρατμούς εξαρτάται από τη θερμοκρασία του αέρα, όσο υψηλότερη είναι η θερμοκρασία τόσο μεγαλύτερη είναι η ποσότητα των υδρατμών και όσο χαμηλότερη είναι η θερμοκρασία τόσο μικρότερη είναι.
Σημείο δρόσου- αυτή είναι η θερμοκρασία στην οποία είναι απαραίτητο να ψύχεται ο αέρας έτσι ώστε οι υδρατμοί που περιέχονται σε αυτόν να φθάσουν σε πλήρη κορεσμό (σε r \u003d 100%).
Η διαφορά μεταξύ θερμοκρασίας αέρα και θερμοκρασίας σημείου δρόσου (T-Td) ονομάζεται έλλειψη σημείου δρόσου.
Δείχνει πόσος αέρας πρέπει να ψυχθεί για να φτάσει σε κορεσμό οι υδρατμοί που περιέχονται σε αυτόν.
Με ένα μικρό έλλειμμα, ο κορεσμός του αέρα συμβαίνει πολύ πιο γρήγορα από ό,τι με ένα μεγάλο έλλειμμα κορεσμού.
Η ποσότητα των υδρατμών εξαρτάται επίσης από την κατάσταση συσσωμάτωσης της επιφάνειας εξάτμισης, από την καμπυλότητά της.
Στην ίδια θερμοκρασία, η ποσότητα του κορεσμένου ατμού είναι μεγαλύτερη σε ένα και μικρότερη στον πάγο (ο πάγος έχει ισχυρά μόρια).
Στην ίδια θερμοκρασία, η ποσότητα του ατμού θα είναι μεγαλύτερη σε μια κυρτή επιφάνεια (επιφάνεια σταγονιδίων) παρά σε μια επίπεδη επιφάνεια εξάτμισης.
Όλοι αυτοί οι παράγοντες παίζουν σημαντικό ρόλο στο σχηματισμό ομίχλης, νεφών και βροχοπτώσεων.
Η μείωση της θερμοκρασίας οδηγεί σε κορεσμό των υδρατμών που υπάρχουν στον αέρα και στη συνέχεια σε συμπύκνωση αυτών των ατμών.
Η υγρασία του αέρα έχει σημαντικό αντίκτυπο στη φύση του καιρού, καθορίζοντας τις συνθήκες πτήσης. Η παρουσία υδρατμών οδηγεί στο σχηματισμό ομίχλης, ομίχλης, νεφών, περιπλέκοντας την πτήση των καταιγίδων, παγωμένης βροχής.