ГлавнаяРазноеКак найти относительную влажность воздуха формула

Определение влажности воздуха психрометрическим методом. Как найти относительную влажность воздуха формула


ВЛАЖНОСТЬ ВОЗДУХА 10

4

ВЛАЖНОСТЬ ВОЗДУХА. ТОЧКА РОСЫ.

ПРИБОРЫ ДЛЯ ОПРЕДЕЛЕНИЯ ВЛАЖНОСТИ ВОЗДУХА.

1.Атмосфера.

Атмосфера – это газообразная оболочка Земли, состоящая, в основном, из азота (более 75%), кислорода (чуть менее 15%) и других газов. Около 1% атмосферы приходится на водяной пар. Откуда же он берётся в атмосфере?

Большую долю площади земного шара занимают моря и океаны, с поверхности которых постоянно при любой температуре происходит испарение воды. Выделение воды происходит также при дыхании живых организмов.

Воздух, содержащий водяной пар, называется влажным.

От количества водяных паров, содержащихся в воздухе, зависит погода, самочувствие человека, проведение технологических процессов на производстве, сохранность экспонатов в музее, сохранность зерна в хранилищах. Поэтому очень важен контроль за степенью влажности воздуха и умение, при необходимости, изменять её в помещении.

2.Абсолютная влажность.

Абсолютной влажностью воздуха называется количество водяного пара, содержащегося в 1 м3 воздуха (плотность водяного пара).

или , где

m – масса водяного пара, V – объём воздуха, в котором содержится водяной пар. Р – парциальное давление водяного пара, μ – молярная масса водяного пара, Т – его температура.

Так как плотность пропорциональна давлению, то абсолютную влажность можно характеризовать и парциальным давлением водяного пара.

3.Относительная влажность.

На степень влажности или сухости воздуха влияет не только количество водяных паров, содержащихся в нём, но и температура воздуха. Даже если количество водяного пара одинаково, при более низкой температуре воздух будет казаться более влажным. Вот почему в холодном помещении возникает ощущение сырости.

Это объясняется тем, что при более высокой температуре в воздухе может содержаться большее максимальное количество водяного пара, а максимальное количество водяного пара в воздухе содержится в том случае, когда пар является насыщенным. Поэтому, максимальное количество водяного пара, которое может содержаться в 1 м3 воздуха при данной температуре, называется плотностью насыщенного пара при данной температуре.

Зависимость плотности и парциального давления насыщенного пара от температуры можно найти в физических таблицах.

Учитывая эту зависимость, пришли к выводу, что более объективной характеристикой влажности воздуха является относительная влажность.

Относительной влажностью называется отношение абсолютной влажности воздуха к тому количеству пара, которое необходимо для насыщения 1 м3 воздуха при данной температуре.

, где

ρ – плотность пара, ρ0 – плотность насыщенного пара при данной температуре, а φ – относительная влажность воздуха при данной температуре.

Относительную влажность можно определить и через парциальное давление пара

, где

Р – парциальное давление пара, Р0 – парциальное давление насыщенного пара при данной температуре, а φ – относительная влажность воздуха при данной температуре.

4.Точка росы.

Если воздух, содержащий водяной пар, изобарно охлаждать, то при некоторой температуре водяной пар становится насыщенным, так как с понижением температуры максимально возможная плотность водяного пара в воздухе при данной температуре уменьшается, т.е. уменьшается плотность насыщенного пара. При дальнейшем понижении температуры излишки водяного пара начинают конденсироваться.

Температура, при которой данный водяной пар, содержащийся в воздухе, становится насыщенным, называется точкой росы.

Это название связано с явлением, наблюдающимся в природе – выпадением росы. Объясняется выпадение росы следующим образом. В течение дня воздух, земля и вода в различных водоёмах прогреваются. Следовательно, идёт интенсивное испарение воды с поверхности водоёмов и почвы. Водяной пар, содержащийся в воздухе, при дневной температуре является ненасыщенным. Ночью, и особенно к утру, температура воздуха и поверхности земли понижается, водяной пар становится насыщенным, и излишки водяного пара конденсируются на различных поверхностях.

Δρ – тот излишек влаги, который выделяется, когда температура становится ниже точки росы.

Эту же природу имеет и туман. Туман – это мельчайшие капельки воды, образовавшиеся в результате конденсации пара, но не на поверхности земли, а в воздухе. Капельки настолько малы и легки, что могут удерживаться в воздухе во взвешенном состоянии. На этих капельках происходит рассеяние лучей света, и воздух становится непрозрачным, т.е. видимость затрудняется.

При быстром охлаждении воздуха пар, становясь насыщенным, может, минуя жидкую фазу, сразу перейти в твёрдую. Этим объясняется появление на деревьях инея. Некоторые интересные оптические явления в небе (например, гало) обусловлены прохождением солнечных или лунных лучей через перистые облака, состоящие из мельчайших кристалликов льда.

5.Приборы для определения влажности.

Самыми простыми приборами для определения влажности являются гигрометры различных конструкций (конденсационный, плёночный, волосной) и психрометр.

Принцип действия конденсационного гигрометра основан на измерении точки росы и определении по ней абсолютной влажности в помещении. Зная температуру в помещении и соответствующую данной температуре плотность насыщенных паров, находим относительную влажность воздуха.

Действие плёночного и волосного гигрометров связано с изменением упругих свойств биологических материалов. С увеличением влажность упругость их понижается, и плёнка или волос растягиваются на бо'льшую длину.

Психрометр состоит из двух термометров, в одном из которых резервуар со спиртом обмотан влажной тканью. Так как с ткани постоянно происходит испарение влаги и, следовательно, отвод теплоты, то температура, показываемая этим термометром, будет всё время меньше. Чем менее влажный воздух в помещении, тем испарение идёт более интенсивно, термометр с влажным резервуаром охлаждается сильнее и показывает меньшую температуру. По разнице температур сухого и влажного термометров, используя соответствующую психрометрическую таблицу, определяют относительную влажность воздуха в данном помещении.

studfiles.net

Абсолютная влажность воздуха и относительная влажность воздуха

Этот калькулятор переводит относительную влажность воздуха в абсолютную влажность воздуха при заданной температуре и атмосферном давлении. Калькулятор под ним выполняет обратную операцию — переводит абсолютную влажность воздуха в относительную. Немного теории и формулы находятся под калькулятором.

Относительная влажность воздуха, процентов

Температура воздуха, градусов Цельсия

Единицы измерения давлениямм рт.ст.гектопаскаль

Точность вычисления

Знаков после запятой: 3

Абсолютная влажность воздуха, кг/м3

 

Сохранить share extension

Температура воздуха, градусов Цельсия

Единицы измерения давлениямм рт.ст.гектопаскаль

Относительная влажность воздуха, %

 

Сохранить share extension

Начнем с нескольких определенийОтносительная влажность воздуха — отношение парциального давления водяного пара к его предельному значению (давлению насыщенного водяного пара) над плоской поверхностью чистой воды, при постоянном давлении и температуре, выраженное в процентах. Относительная влажность показывает соотношение между количеством водяного пара в воздухе и количеством водяного пара в воздухе в состоянии насыщение, то есть максимальным количеством водяного пара, который может содержаться в воздухе при данной температуре и давлении.

Абсолютная влажность воздуха — масса водяного пара в единице объема влажного воздуха. Абсолютная влажность показывает количественное содержание воды в воздухе.

Благодаря Всемирной метеорологической организации, мы можем найти значение давления насыщенного водяного пара при заданной температуре и давлении (подробнее смотри Давление насыщенного водяного пара).Зная давление насыщения и относительную влажность, мы можем найти соответствующее давление водяного пара.

Перейти к абсолютной влажности поможет известное уравнение Менделеева-Клапейрона.

В нашем случае это будет

где R — универсальная газовая постоянная, равная 8313.6, а Rv — газовая постоянная для водяного пара, равная 461.5

Откуда можно выразить соотношение массы к объему:

Вот так — для температуры 25 градусов Цельсия и относительной влажности воздуха 60% мы получаем, что в кубометре воздуха содержится примерно 14 грамм воды, что, в общем-то, соответствует тем таблицам перевода относительной влажности в абсолютную, что я находил.

planetcalc.ru

Как найти абсолютную влажность воздуха

Абсолютная влажность – эта масса водяного пара, которая находится в единице объема этого газа, проще говоря, это плотность водяного пара. В зависимости от температуры эта величина может меняться. Ее можно измерить, получив точку росы или рассчитать через относительную влажность.

Вам понадобится

Инструкция

completerepair.ru

Как определить влажность воздуха?

На самочувствие человека влияет очень много различных факторов – чистый воздух, наличие солнечного света, качество еды, воды и другие немаловажные факторы, благодаря которым можно сохранить молодость и здоровье на протяжении всей жизни. К этим же факторам относят и влажность воздуха. Давно известно, что очень сухой воздух, как и слишком влажный, плохо сказывается на самочувствии людей. Поэтому важно знать, как определить влажность воздуха, а затем подстроить ее под нужный параметр.

Рассмотрим далее, как измерить влажность воздуха и определить относительную и абсолютную влажность.

Как найти влажность воздуха

Сегодня влажность можно измерить несколькими простыми способами.

Часто в прогнозах погоды и при измерениях влажности используют понятия абсолютной и относительной влажности.

Как определить абсолютную влажность воздуха

Чтобы обозначить содержание влаги в воздухе, используют величину абсолютной влажности, которая является отношением массы водяного пара к единице объема воздуха:

f=m/V.

В мире абсолютная влажность очень сильно колеблется по регионам. Например, зимой над материками абсолютная влажность примерно равна единице, а в экваториальной зоне может доходить до тридцати. Обычно же используют величину равную единице в формулах по умолчанию, если в условиях не сказано иначе.

Также различают понятие «максимальная влажность», которое показывает максимальную величину влажности воздуха при определенной температуре при

elhow.ru

Определение влажности воздуха психрометрическим методом

В воздухе, как известно, находится водяной пар, который может составлять от 0% до 4% от объема воздуха.

Есть так называемая граница насыщения, то есть максимальное количество водяного пара, который может содержаться в воздухе при данной температуре. Чем выше температура, тем выше поглощающая способность воздуха.

Важной характеристикой водяного пара, содержащегося в воздухе является его давление (упругость).Давление (упругость) насыщения — это максимально возможное давление водяного пара при заданной температуре.

Существует таблица, описывающая зависимость давления насыщения от температурыНасыщающая упругость водяного пара над поверхностью воды при различных температурах, гПа.

Основным методом измерения влажности воздуха при положительной температуре является психрометрический. Определение влажности осуществляется по показаниям двух термометров с точностью 0.1 градус Цельсия. Один термометр (сухой) измеряет температуру воздуха, а второй термометр (смоченный) обертывают смоченной тканью, таким образом он показывает свою собственную температуру, зависящую от интенсивности испарения воды с поверхности. Чем меньше водяного пара в воздухе, тем сильнее испарение с поверхности смоченного термометра, и тем ниже его показания.Собственно, такая система из двух термометров и называется психрометр.

Из разницы показаний температур определяется текущее давление водяного пара в воздухе по формуле,где — давление насыщения при температуре смоченного термометра, — постоянная психрометра, принимаемая равной 0.0007947, — атмосферное давление, принимается равным 1000 гПа — показания сухого термометра — показания смоченного термометра

И наконец, относительная влажность воздуха — это соотношение текущего давления к давлению насыщения при данной температуре воздуха

Показания сухого термометра (градусы Цельсия)

Показания смоченного термометра (градусы Цельсия)

Точность вычисления

Знаков после запятой: 4

Максимальное давление водяного пара в воздухе (при температуре сухого термометра)

 

Максимальное давление водяного пара над поверхностью воды (при температуре смоченного термометра)

 

Давление водяного пара, содержащегося в воздухе

 

Относительная влажность воздуха (%)

 

Сохранить share extension

Остается только добавить, что в пустынях относительная влажность воздуха 50% и ниже, а в тропиках — 85% и выше.

planetcalc.ru

Влажность воздуха. Точка росы | Физика. Закон, формула, лекция, шпаргалка, шпора, доклад, ГДЗ, решебник, конспект, кратко

Известно, что атмосфера Земли состоит из смеси газов (азота, кислорода и т. п.) и водяного пара. Его содержание в атмосфере характеризуется влажностью воздуха. Коли­чественная его оценка определяется абсо­лютной и относительной величинами.

Масса водяного пара, который находится при данной температуре в 1 м3 воздуха, харак­теризует его абсолютную влажность.

Фак­тически это плотность водяного пара в воз­духе при определенной температуре, ведь m / V = ρ.

Влажность воздуха существен­но влияет на развитие флоры и фауны на Земле, жизнь чело­века. Влажность зависит от многих факторов — физическо­го состояния атмосферы, темпе­ратуры, близости морей и океа­нов, других водоемов и т. д.

Согласно закону Дальтона наличие водя­ного пара в атмосфере вызывает парци­альное давление, которое связано с плот­ностью водяного пара ρ соотношением, сле­дующим из уравнения Менделеева-Кла­пейрона:

p = ρRT / M,

где R — универсальная газовая постоянная, T — температура воздуха, M — его молярная масса. Следовательно, парциальное давле­ние водяного пара может также характе­ризовать абсолютную влажность воздуха.

Абсолютную влажность возду­ха, выраженную через парци­альное давление, иногда на­зывают упругостью водяного пара.

Абсолютная влажность воздуха не дает возможности оценить степень насыщения воздуха водяным паром. Поэтому на прак­тике используют относительную характерис­тику влажности воздуха.

Относительная влаж­ность — это отношение парциального дав­ления водяного пара p при данной темпе­ратуре к давлению насыщенного пара при той же температуре pн:

φ = (p / pн) • 100%.

Как правило, относительную влаж­ность выражают в процен­тах.

Таким образом, чтобы определить отно­сительную влажность воздуха, необходимо знать парциальное давление пара при дан­ной температуре и давление насыщенного пара при этой же температуре.

Парциальное давление пара при данной температуре мож­но найти, определив точку росы.

Рис. 3.4. Точка росы

Пусть при определенной температуре воз­духа t1 (рис. 3.4) водяной пар имеет пар­циальное давление p1 (точка A). Если воздух охлаждать при том же давлении, то пар будет приближаться к состоянию насыще­ния, поскольку он зависит от температу­ры — чем она ниже, тем меньше будет давление насыщенного пара. В точке B во­дяной пар становится насыщенным, начи­нает конденсироваться; говорят, выпадает роса.

Температура tр, до которой следует изобарно охладить воздух данной влажности, чтобы водяной пар стал насыщенным, на­зывается точкой росы.

Зная температуру точки росы, с помо­щью таблицы можно определить парциаль­ное давление водяного пара воздуха — оно равно давлению насыщенного пара при тем­пературе, равной точке росы.

Рис. 3.5. Внешний вид психрометра

Таблица 1. Давление и плотность насыщен­ного водяного пара

t, °C

pн, кПа

ρн, Кг/м3

t, °C

pн, кПа

ρн, Кг/м3

0

0,61

0,0048

16

1,81

0,0136

2

0,71

0,0056

18

2,07

0,0154

4

0,81

0,0064

20

2,33

0,0173

6

0,93

0,0073

22

2,64

0,0194

8

1,07

0,0083

24

2,99

0,0218

10

1,23

0,0094 Материал с сайта http://worldofschool.ru

26

3,36

0,0244

12

1,40

0,0107

28

3,79

0,0272

14

1,60

0,0121

30

4,24

0,0303

Относительную влажность воздуха можно определить также по соответствующим зна­чениям плотности водяного пара при тем­пературе точки росы tp и плотности насы­щенного водяного пара рн при температуре воздуха.

Влажность воздуха измеряют с помощью гигрометров или психрометра (рис. 3.5), ис­пользуя таблицу влажности.

На этой странице материал по темам: Вопросы по этому материалу:

worldofschool.ru

Относительная влажность воздуха

 

Влажность — показатель содержания в физических телах воды.

Влажность зависит от природы вещества, а в твёрдых телах, кроме того, от степени измельчённости или пористости. Содержание химически связанной, так называемой конституционной воды, например гидроокисей, выделяющейся только при химическом разложении, а также воды кристаллогидратной не входит в понятие влажности.

Влажность обычно характеризуется количеством воды в веществе, выраженным в процентах (%) от первоначальной массы влажного вещества (массовая влажность) или её объёма (объёмная влажность).

Влажность воздуха — это мера, характеризующая содержание водяных паров в воздухе. Относительная влажность — это количество воды, содержащейся в воздухе при данной температуре по сравнению с максимальным количеством воды, которое может содержаться в воздухе при той же температуре в виде пара. Содержание влаги в воздухе в зависимости от относительной влажности воздуха и его температуры

Воздух имеет свойство воспринимать водяной пар. Содержащееся в 1 м3 воздуха количество водяного пара в г называют абсолютной влажностью воздуха. Способность воздуха воспринимать водяной пар зависит от температуры воздуха. Воздух с более высокой температурой может воспринимать и накапливать больше влаги, чем воздух с более низкой температурой. Так называемая максимальная влажность воздуха в г/м3 достигается, когда воздух уже больше не может воспринимать влагу. В этом случае говорят, что воздух насыщен влагой. Так, например, воздух при 20 °С может накапливать максимально 17,3 г водяного пара. При температуре 10 °С насыщение наступает уже при содержании влаги 9,4 г/м3. Сколько грамм водяного пара воздух максимально может воспринять при различной температуре, показано на кривой насыщения.

Как правило, воздух не содержит максимально возможное количество влаги, т.е. 100%, а меньшее. Это содержание влаги в воздухе выражается как отношение абсолютной влажности воздуха к максимальной влажности в % и называется относительной влажностью воздуха.

Относительная влажность воздуха в % = (абсолютной влажности воздуха/максимальную влажность воздуха) 100%

Массовая доля насыщенных паров в воздухе в зависимости от температуры. Давление насыщенных паров воды сильно растёт при увеличении температуры. Поэтому при изобарическом (то есть, при постоянном давлении) охлаждении воздуха с постоянной концентрацией пара наступает момент (точка росы), когда пар насыщается. При этом «лишний» пар конденсируется в виде тумана или кристалликов льда.

Процессы насыщения и конденсации водяного пара играют огромную роль в физике атмосферы: процессы образования облаков и образование атмосферных фронтов в значительной части определяются процессами насыщения и конденсации, теплота, выделяющаяся при конденсации атмосферного водяного пара обеспечивает энергетический механизм возникновения и развития тропических циклонов (ураганов).

В отсутствие центров конденсации при снижении температуры возможно образование пересыщенного состояния, т. е. относительная влажность становится более 100 %. В качестве центров конденсации могут выступать ионы или частицы аэрозолей, именно на конденсации пересыщенного пара на ионах, образующихся при прохождении заряженной частицы в таком паре основан принцип действия камеры Вильсона и диффузионных камер: капельки воды, конденсирующиеся на образовавшихся ионах образуют видимый след (трек) заряженной частицы.

Другим примером конденсации пересыщенного водяного пара являются инверсионные следы самолётов, возникающие при конденсации пересыщенного водяного пара на частицах сажи выхлопа двигателей.

Для определения влажности воздуха используются приборы, которые называются психрометрами и гигрометрами. Психрометр Августа состоит из двух термометров - сухого и влажного. Влажный термометр показывает температуру ниже, чем сухой, т.к. его резервуар обмотан тканью, смоченной в воде, которая, испаряясь, охлаждает его. Интенсивность испарения зависит от относительной влажности воздуха. По показаниям сухого и влажного термометров находят относительную влажность воздуха по психрометрическим таблицам. В последнее время стали широко применяться интегральные датчики влажности (как правило, с выходом по напряжению), основанные на свойстве некоторых полимеров изменять свои электрические характеристики (такие, как диэлектрическая проницаемость среды) под действием содержащихся в воздухе паров воды. Для поверки приборов для измерения влажности применяют специальные установки - гигростаты.

Значение контроля влажности воздуха в быту и промышленности Относительная влажность воздуха - важный экологический показатель среды. При слишком низкой или слишком высокой влажности, наблюдается быстрая утомляемость, ухудшение восприятия и памяти. Продукты питания, строительные материалы и даже многие электронные компоненты допускается хранить в строго определенном диапазоне относительной влажности воздуха. Многие технологические процессы возможны только при строгом контроле содержания паров воды в воздухе производственного помещения. Для увлажнения воздуха применяются увлажнители.

Формула

Относительная влажность: φ = (абсолютная влажность)/(максимальная влажность) Относительная влажность обычно выражается в процентах. Эти величины связаны между собой следующим отношением: φ = (fЧ100)/fmax

Оптимальная влажность

• Человек — 45-65% • Компьютерная аппаратура и бытовая техника — 45-65% • Мебель и музыкальные инструменты — 40-60% • Библиотеки, экспонаты картинных галерей и музеев — 40-60%



biofile.ru