Luftfuktighetsmätning. Absolut och relativ fuktighet Luftfuktighetens beroende av volymen

Vad är ånga och vilka är dess huvudsakliga egenskaper.
Kan luft betraktas som en gas?
Gäller de idealiska gaslagarna för luft?

Vatten upptar cirka 70,8% av jordklotet. Levande organismer innehåller från 50 till 99,7 % vatten. Bildligt talat är levande organismer levande vatten. Det finns cirka 13-15 tusen km3 vatten i atmosfären i form av droppar, snökristaller och vattenånga. Atmosfärisk vattenånga påverkar jordens väder och klimat.

Vattenånga i atmosfären.

Vattenånga i luften, trots de enorma ytorna av hav, hav, sjöar och floder, är inte alltid mättad. Luftmassornas rörelse leder till det faktum att på vissa ställen på vår planet råder avdunstning av vatten för närvarande över kondens, medan på andra tvärtom råder kondensation. Men det finns nästan alltid en viss mängd vattenånga i luften.

Densiteten av vattenånga i luften kallas absolut fuktighet.

Absolut luftfuktighet uttrycks därför i kilogram per kubikmeter (kg/m3).

Partialtryck av vattenånga

Atmosfärisk luft är en blandning av olika gaser och vattenånga. Var och en av gaserna bidrar till det totala trycket som produceras av luften på kropparna i den.

Det tryck som vattenånga skulle producera om alla andra gaser var frånvarande kallas partialtryck av vattenånga.

Partialtrycket av vattenånga tas som en av indikatorerna för luftfuktighet. Det uttrycks i tryckenheter - pascal eller millimeter kvicksilver.

Eftersom luft är en blandning av gaser, bestäms atmosfärstrycket av summan av partialtrycken för alla komponenter i torr luft (syre, kväve, koldioxid, etc.) och vattenånga.

Relativ luftfuktighet.

Baserat på vattenångans partialtryck och absolut luftfuktighet är det fortfarande omöjligt att bedöma hur nära vattenånga är mättnad under dessa förhållanden. På detta beror nämligen intensiteten av vattenavdunstning och fuktförlust från levande organismer. Det är därför ett värde införs som visar hur nära vattenånga är mättnad vid en given temperatur - relativ luftfuktighet.

Relativ luftfuktighetär förhållandet mellan partialtrycket p av vattenånga som finns i luften vid en given temperatur och tryckets pH. n av mättad ånga vid samma temperatur, uttryckt i procent:

Relativ luftfuktighet är vanligtvis mindre än 100 %.

När temperaturen sjunker kan partialtrycket av vattenånga i luften bli lika med det mättade ångtrycket. Ångan börjar kondensera och daggen faller.

Temperaturen vid vilken vattenånga blir mättad kallas daggpunkt.

Luftens relativa fuktighet kan bestämmas av daggpunkten.

Psykrometer.

Luftfuktigheten mäts med speciella instrument. Vi kommer att berätta om en av dem - psykrometer.

Psykrometern består av två termometrar (Fig. 11.4). Reservoaren för en av dem förblir torr och den visar lufttemperaturen. Reservoaren av den andra är omgiven av en remsa av tyg, vars ände doppas i vattnet. Vattnet avdunstar och detta kyler termometern. Ju högre den relativa luftfuktigheten är, desto mindre intensiv avdunstning uppstår och temperaturen som indikeras av en termometer omgiven av en fuktig trasa är närmare den temperatur som anges av en torr termometer.

Vid en relativ luftfuktighet på 100 % kommer vattnet inte att avdunsta alls och avläsningarna på båda termometrarna kommer att vara desamma. Baserat på temperaturskillnaden mellan dessa termometrar, med hjälp av speciella tabeller, kan du bestämma luftfuktigheten.

Fuktighetsvärde.

Intensiteten av fuktavdunstning från ytan av mänsklig hud beror på luftfuktigheten. Och avdunstning av fukt är av stor betydelse för att hålla kroppstemperaturen konstant. Rymdfarkoster upprätthåller den mest gynnsamma relativa luftfuktigheten för människor (40-60%).

Under vilka förhållanden tror du att dagg uppstår? Varför finns det ingen dagg på gräset på kvällen före en regnig dag?

Det är mycket viktigt att känna till luftfuktighet inom meteorologin - i samband med väderprognoser. Även om den relativa mängden vattenånga i atmosfären är relativt liten (cirka 1%), är dess roll i atmosfäriska fenomen betydande. Kondensering av vattenånga leder till bildandet av moln och efterföljande nederbörd. Detta frigör en stor mängd värme. Omvänt åtföljs avdunstning av vatten av absorption av värme.

Inom vävning, konfektyr och andra industrier krävs en viss fuktighet för det normala förloppet av processen.

Det är mycket viktigt att upprätthålla fuktighetsregimen i produktionen under tillverkningen av elektroniska kretsar och enheter, och inom nanoteknik.

Att förvara konstverk och böcker kräver att luftfuktigheten upprätthålls på önskad nivå. Om det är hög luftfuktighet kan dukarna på väggarna sjunka, vilket kommer att leda till skador på färgskiktet. Det är därför du kan se psykrometrar på museernas väggar.

I den här lektionen kommer begreppet absolut och relativ luftfuktighet att introduceras, termer och kvantiteter förknippade med dessa begrepp kommer att diskuteras: mättad ånga, daggpunkt, instrument för att mäta fuktighet. Under lektionen kommer vi att bekanta oss med tabellerna över densitet och mättat ångtryck och den psykrometriska tabellen.

För människor är fuktighetsnivån en mycket viktig miljöparameter, eftersom vår kropp reagerar mycket aktivt på dess förändringar. Till exempel är en mekanism för att reglera kroppens funktion, såsom svettning, direkt relaterad till temperaturen och luftfuktigheten i omgivningen. Vid hög luftfuktighet kompenseras processerna för avdunstning av fukt från hudens yta praktiskt taget av processerna för dess kondensation och avlägsnandet av värme från kroppen störs, vilket leder till störningar i termoregleringen. Vid låg luftfuktighet råder fuktavdunstning över kondensprocesser och kroppen förlorar för mycket vätska, vilket kan leda till uttorkning.

Mängden luftfuktighet är viktig inte bara för människor och andra levande organismer, utan också för flödet av tekniska processer. Till exempel, på grund av den kända egenskapen hos vatten att leda elektrisk ström, kan dess innehåll i luften allvarligt påverka den korrekta driften av de flesta elektriska apparater.

Dessutom är begreppet fuktighet det viktigaste kriteriet för att bedöma väderförhållanden, vilket alla känner till från väderprognoser. Det är värt att notera att om vi jämför luftfuktigheten vid olika tider på året i våra vanliga klimatförhållanden, är den högre på sommaren och lägre på vintern, vilket i synnerhet är förknippat med intensiteten av förångningsprocesser vid olika temperaturer.

De viktigaste egenskaperna hos fuktig luft är:

1. vattenångdensitet i luften;
2. relativ luftfuktighet.

Luft är en kompositgas och innehåller många olika gaser, inklusive vattenånga. För att uppskatta dess mängd i luften är det nödvändigt att bestämma vilken massa vattenånga har i en viss tilldelad volym - detta värde kännetecknas av densitet. Densiteten av vattenånga i luften kallas absolut fuktighet.

Definition.Absolut luftfuktighet- mängden fukt som finns i en kubikmeter luft.

Beteckningabsolut fuktighet: (som är den vanliga beteckningen för densitet).

Enheterabsolut fuktighet: (i SI) eller (för att underlätta mätning av små mängder vattenånga i luften).

Formel beräkningar absolut fuktighet:

Beteckningar:

Massa av ånga (vatten) i luft, kg (i SI) eller g;

Volymen luft som innehåller den angivna massan av ånga är .

Å ena sidan är absolut luftfuktighet ett förståeligt och bekvämt värde, eftersom det ger en uppfattning om det specifika vatteninnehållet i luften, å andra sidan är detta värde obekvämt ur känslighetssynpunkt av fukt från levande organismer. Det visar sig att en person till exempel inte känner massainnehållet av vatten i luften, utan just dess innehåll i förhållande till maximalt möjliga värde.

För att beskriva en sådan uppfattning introducerades följande kvantitet: relativ luftfuktighet.

Definition.Relativ luftfuktighet– ett värde som anger hur långt ångan är från mättnad.

Det vill säga, värdet på relativ luftfuktighet, med enkla ord, visar följande: om ångan är långt ifrån mättnad, så är luftfuktigheten låg, om den är nära är den hög.

Beteckningrelativ luftfuktighet: .

Enheterrelativ luftfuktighet: %.

Formel beräkningar relativ luftfuktighet:

Beteckningar:

Vattenångdensitet (absolut fuktighet), (i SI) eller ;

Densiteten av mättad vattenånga vid en given temperatur, (i SI) eller .

Som kan ses av formeln inkluderar den absolut fuktighet, som vi redan är bekanta med, och mättad ångdensitet vid samma temperatur. Frågan uppstår: hur bestämmer man det senare värdet? Det finns speciella enheter för detta. Vi ska överväga kondenserandehygrometer(Fig. 4) - en anordning som används för att bestämma daggpunkten.

Definition.daggpunkt- den temperatur vid vilken ånga blir mättad.

Ris. 4. Kondenshygrometer ()

En lätt avdunstande vätska, t.ex. eter, hälls i anordningens behållare, en termometer (6) sätts in och luft pumpas genom behållaren med hjälp av en glödlampa (5). Som ett resultat av ökad luftcirkulation börjar intensiv avdunstning av eter, temperaturen på behållaren minskar på grund av detta och dagg (droppar av kondenserad ånga) visas på spegeln (4). I det ögonblick som dagg dyker upp på spegeln, mäts temperaturen med en termometer. Denna temperatur är daggpunkten.

Vad ska man göra med det erhållna temperaturvärdet (daggpunkt)? Det finns en speciell tabell där data läggs in - vilken täthet av mättad vattenånga motsvarar varje specifik daggpunkt. Det är värt att notera ett användbart faktum att när daggpunkten ökar, ökar också värdet på motsvarande mättade ångdensitet. Med andra ord, ju varmare luften är, desto större mängd fukt kan den innehålla, och vice versa, ju kallare luften är, desto lägre är den maximala ånghalten i den.

Låt oss nu överväga funktionsprincipen för andra typer av hygrometrar, anordningar för mätning av fuktighetsegenskaper (från den grekiska hygros - "våt" och metreo - "Jag mäter").

Hårhygrometer(Fig. 5) - en anordning för att mäta relativ fuktighet, i vilken hår, till exempel människohår, fungerar som ett aktivt element.

Funktionen av en hårhygrometer är baserad på egenskapen hos avfettat hår att ändra dess längd när luftfuktigheten ändras (med ökande luftfuktighet ökar hårets längd, med minskande - det minskar), vilket gör att du kan mäta relativ fuktighet. Håret sträcks över en metallram. Förändringen i hårlängd överförs till pilen som rör sig längs skalan. Man bör komma ihåg att en hårhygrometer inte ger exakta relativa luftfuktighetsvärden och används främst för hushållsändamål.

En mer bekväm och exakt anordning för att mäta relativ fuktighet är en psykrometer (från den antika grekiskan ψυχρός - "kall") (fig. 6).

En psykrometer består av två termometrar, som är fixerade på en gemensam skala. En av termometrarna kallas en våttermometer eftersom den är inlindad i cambric-tyg, som är nedsänkt i en behållare med vatten på baksidan av enheten. Vatten avdunstar från det våta tyget, vilket leder till kylning av termometern, processen att sänka dess temperatur fortsätter tills steget nås tills ångan nära det våta tyget når mättnad och termometern börjar visa daggpunktstemperaturen. Sålunda visar våtbulb-termometern en temperatur som är lägre än eller lika med den faktiska omgivningstemperaturen. Den andra termometern kallas torrtermometer och visar den verkliga temperaturen.

På enhetens kropp finns som regel också ett så kallat psykrometriskt bord (tabell 2). Med hjälp av denna tabell kan du bestämma den relativa luftfuktigheten i den omgivande luften från temperaturvärdet som visas av termometern för torrlampa och från temperaturskillnaden mellan de torra och våta lamporna.

Men även utan en sådan tabell till hands kan du ungefär bestämma mängden luftfuktighet med hjälp av följande princip. Om avläsningarna för båda termometrarna är nära varandra, kompenseras förångningen av vatten från den fuktiga nästan helt av kondens, dvs luftfuktigheten är hög. Om skillnaden i termometeravläsningar tvärtom är stor, så råder avdunstning från det våta tyget över kondens och luften är torr och luftfuktigheten låg.

Låt oss vända oss till tabellerna som låter dig bestämma egenskaperna hos luftfuktighet.

Tabell 1. Densitet och tryck av mättad vattenånga

Låt oss återigen notera att, som nämnts tidigare, värdet på densiteten av mättad ånga ökar med dess temperatur, detsamma gäller trycket av mättad ånga.

Tabell 2. Psykometrisk tabell

Låt oss komma ihåg att den relativa luftfuktigheten bestäms av värdet på avläsningarna av torrkolumnen (första kolumnen) och skillnaden mellan torr- och våtavläsningarna (första raden).

I dagens lektion lärde vi oss om en viktig egenskap hos luft - dess fuktighet. Som vi redan har sagt, minskar luftfuktigheten under den kalla årstiden (vintern) och ökar under den varma årstiden (sommaren). Det är viktigt att kunna reglera dessa fenomen, till exempel om det är nödvändigt att öka luftfuktigheten, placera flera vattenreservoarer inomhus på vintern för att förbättra avdunstningsprocessen, men denna metod kommer bara att vara effektiv vid lämplig temperatur, som är högre än utanför.

I nästa lektion kommer vi att titta på vad gasarbete är och principen för driften av en förbränningsmotor.

Bibliografi

1. Gendenshtein L.E., Kaidalov A.B., Kozhevnikov V.B. / Ed. Orlova V.A., Roizena I.I. Fysik 8. - M.: Mnemosyne.
2. Peryshkin A.V. Fysik 8. - M.: Bustard, 2010.
3. Fadeeva A.A., Zasov A.V., Kiselev D.F. Fysik 8. - M.: Upplysning.

1. Internetportal "dic.academic.ru" ()
2. Internetportal "baroma.ru" ()
3. Internetportal "femto.com.ua" ()
4. Internetportal "youtube.com" ()

Läxa

Allmän information

Fuktigheten beror på ämnets natur och i fasta ämnen dessutom på graden av finhet eller porositet. Innehållet av kemiskt bundet, så kallat konstitutionellt vatten, till exempel hydroxider som frigörs endast vid kemisk nedbrytning, samt kristallint hydratvatten ingår inte i begreppet fukt.

Måttenheter och funktioner i definitionen av fuktighet

• Fuktighet kännetecknas vanligtvis av mängden vatten i ett ämne, uttryckt i procent (%) av den ursprungliga massan av det våta ämnet ( massfuktighet) eller dess volym ( volymetrisk luftfuktighet).

• Fuktighet kan också karakteriseras av fukthalt, eller absolut fuktighet- mängden vatten per massenhet av den torra delen av materialet. Denna bestämning av fukthalten används ofta för att bedöma träets kvalitet.

Detta värde kan inte alltid mätas exakt, eftersom i vissa fall är det inte möjligt att ta bort allt orättvist vatten och väga föremålet före och efter denna operation.

• Relativ fuktighet kännetecknar fukthalten i förhållande till den maximala mängd fukt som kan finnas i ett ämne i ett tillstånd av termodynamisk jämvikt. Relativ luftfuktighet mäts vanligtvis som en procentandel av maximum.

Bestämningsmetoder

Karl Fischer titrator.

Att fastställa fukthalten i många livsmedel, material etc. är viktigt. Först vid en viss luftfuktighet är många kroppar (spannmål, cement etc.) lämpliga för det ändamål de är avsedda för. Livsaktiviteten för djur och växtorganismer är möjlig endast inom vissa gränser för luftfuktighet och relativ luftfuktighet. Fuktighet kan innebära ett betydande fel i vikten av ett föremål. Kilogram socker eller spannmål med en fukthalt på 5% och 10% kommer att innehålla olika mängder torrt socker eller spannmål.

Luftfuktighetsmätning bestäms genom torkning av fukten och Karl Fischer-titrering av fukten. Dessa metoder är primära. Utöver dem har många andra utvecklats, som är kalibrerade utifrån resultaten av fuktmätningar med primära metoder och standardfuktighetsprover.

Luftfuktighet

Luftfuktighet är en kvantitet som kännetecknar innehållet av vattenånga i olika delar av jordens atmosfär.

Luftfuktighet - innehållet av vattenånga i luften; en av de viktigaste egenskaperna för väder och klimat.

Luftfuktigheten i jordens atmosfär varierar kraftigt. Sålunda, nära jordens yta, är halten vattenånga i luften i genomsnitt från 0,2 volymprocent på höga breddgrader till 2,5 % i tropikerna. Ångtrycket på polära breddgrader på vintern är mindre än 1 mb (ibland bara hundradelar av mb) och på sommaren under 5 mb; i tropikerna ökar den till 30 mb, och ibland mer. I subtropiska öknar sänks ångtrycket till 5-10 mb.

Absolut luftfuktighet (f) är mängden vattenånga som faktiskt finns i 1 m³ luft:

f = (massa vattenånga i luften)/(volym fuktig luft)

Vanligt använda enhet för absolut fuktighet: (f) = g/m³

Relativ luftfuktighet (φ) är förhållandet mellan dess nuvarande absoluta fuktighet och den maximala absoluta luftfuktigheten vid en given temperatur (se tabell)

φ = (absolut fuktighet)/(maximal luftfuktighet)

Relativ luftfuktighet uttrycks vanligtvis i procent. Dessa kvantiteter är relaterade till varandra genom följande förhållande:

φ = (f×100)/fmax

Den relativa luftfuktigheten är mycket hög i ekvatorialzonen (det årliga genomsnittet är upp till 85% eller mer), såväl som på de polära breddgraderna och på vintern inne på kontinenterna på mitten av latituderna. På sommaren är hög relativ luftfuktighet karakteristisk för monsunregioner. Låga relativa luftfuktighetsvärden observeras i subtropiska och tropiska öknar och på vintern i monsunregioner (upp till 50% och lägre).

Fuktigheten minskar snabbt med höjden. På en höjd av 1,5-2 km är ångtrycket i genomsnitt hälften av jordens yta. Troposfären står för 99 % av den atmosfäriska vattenångan. I genomsnitt finns det cirka 28,5 kg vattenånga i luften över varje kvadratmeter av jordens yta.

Litteratur

Usoltsev V. A. Mätning av luftfuktighet, L., 1959.

Gasfuktighetsmätvärden

Följande mängder används för att indikera fukthalten i luften:

Absolut luftfuktighet är massan av vattenånga som finns i en volymenhet luft, dvs. densitet av vattenånga i luften, [g/m³]; i atmosfären varierar från 0,1-1,0 g/m³ (på vintern över kontinenterna) till 30 g/m³ eller mer (i ekvatorialzonen);

maximal luftfuktighet (mättnadsgräns) den mängd vattenånga som kan finnas i luften vid en viss temperatur i termodynamisk jämvikt (det maximala värdet av luftfuktighet vid en given temperatur), [g/m³]. När lufttemperaturen stiger, ökar dess maximala luftfuktighet;

ångtryck det tryck som utövas av vattenånga i luften (vattenångtryck som en del av atmosfärstrycket), [Pa];

• fuktighetsunderskott är skillnaden mellan mättat ångtryck och ångtryck [Pa], det vill säga mellan maximal och absolut luftfuktighet [g/m³]; relativ luftfuktighet är förhållandet mellan ångtryck och mättat ångtryck, det vill säga absolut luftfuktighet till maximal [% relativ fuktighet]; daggpunktstemperatur vid vilken gasen är mättad med vattenånga °C. Gasens relativa luftfuktighet är 100 %. Vid ytterligare inflöde av vattenånga eller när luft (gas) kyls, uppstår kondens. Så även om dagg inte faller vid temperaturer på -10 eller -50 °C, gör den det ;
• Tillbaka framåt Uppmärksamhet! Förhandsvisningar av bilder är endast i informationssyfte och representerar kanske inte alla funktioner i presentationen. Om du är intresserad av detta arbete, ladda ner den fullständiga versionen.
• förse assimilering

begreppen luftfuktighet .

utveckla

• studenternas oberoende;
• tänkande; förmåga att dra slutsatser utveckling av praktiska färdigheter vid arbete med fysisk utrustning;

show

praktisk tillämpning och betydelsen av denna fysiska kvantitet.

Lektionstyp: lektion om att lära sig nytt material

Utrustning:

för frontalarbete: ett glas vatten, en termometer, en bit gasväv; trådar, psykrometriskt bord.

för demonstrationer: psykrometer, hår- och kondenshygrometrar, päron, alkohol.

Under lektionerna

6. Hur mycket värme som tillförs under förångningen spenderas på?

7. Varför är hi-fi-mat lättare att tolerera?

8. Är den inre energin för 1 kg vatten och ånga vid en temperatur på 100 o C densamma?

9. Varför avdunstar inte vatten i en flaska som är tättsluten med en propp?

II. Lära sig nya saker material

Vattenånga i luften, trots de enorma ytorna av floder, sjöar och hav, är inte mättad atmosfären är ett öppet kärl. Luftmassornas rörelse leder till att på vissa ställen råder avdunstningen av vatten för närvarande över kondens, och på andra, vice versa.

Atmosfärisk luft är en blandning av olika gaser och vattenånga.

Det tryck som vattenånga skulle producera om alla andra gaser var frånvarande kallas partiellt tryck (eller elasticitet) vattenånga.

Densiteten av vattenånga som finns i luften kan ses som en egenskap för luftfuktigheten. Denna mängd kallas absolut fuktighet [g/m3].

Att känna till partialtrycket för vattenånga eller absolut luftfuktighet berättar inte hur långt vattenångan är från mättnad.

För att göra detta, inför ett värde som visar hur nära vattenånga vid en given temperatur är mättnad - relativ luftfuktighet.

Relativ luftfuktighet kallas förhållandet mellan absolut luftfuktighet till densiteten 0 för mättad vattenånga vid samma temperatur, uttryckt i procent.

P är partialtrycket vid en given temperatur;

P 0 - mättat ångtryck vid samma temperatur;

Absolut fuktighet;

0 är densiteten av mättad vattenånga vid en given temperatur.

Trycket och densiteten hos mättad ånga vid olika temperaturer kan hittas med hjälp av speciella tabeller.

När fuktig luft kyls vid konstant tryck ökar dess relativa fuktighet ju lägre temperatur, desto närmare det mättade ångtrycket i luften.

Temperatur t, till vilken luften måste kylas för att ångan i den ska nå ett tillstånd av mättnad (vid en given fuktighet, luft och konstant tryck) kallas daggpunkt.

Tryck av mättad vattenånga vid lufttemperatur lika med daggpunkt, är partialtrycket av vattenånga som finns i atmosfären. När luften svalnar till daggpunkten börjar ångkondensationen : dimma dyker upp, faller dagg. Daggpunkten kännetecknar också luftfuktigheten.

Luftfuktigheten kan bestämmas med speciella instrument.

1. Kondenshygrometer

Den används för att bestämma daggpunkten. Detta är det mest exakta sättet att ändra relativ luftfuktighet.

2. Hårhygrometer

Dess verkan är baserad på egenskaperna hos fettfritt människohår Med och förlängs med ökande relativ fuktighet.

Den används i de fall där stor noggrannhet inte krävs för att bestämma luftfuktighet.

3. Psykrometer

Används vanligtvis i fall där ganska exakt och snabb bestämning av luftfuktighet krävs.

Värdet av luftfuktighet för levande organismer

Vid en temperatur på 20-25°C anses luft med en relativ luftfuktighet på 40% till 60% vara mest gynnsam för människors liv. När omgivningen har en temperatur som är högre än den mänskliga kroppstemperaturen uppstår ökad svettning. Överdriven svettning leder till kylning av kroppen. Men sådan svettning är en betydande börda för en person.

Relativ luftfuktighet under 40 % vid normala lufttemperaturer är också skadligt, eftersom det leder till ökad förlust av fukt i organismer, vilket leder till uttorkning. Särskilt låg luftfuktighet inomhus på vintern; det är 10-20%. Vid låg luftfuktighet uppstår det snabb avdunstning fukt från ytan och uttorkning av slemhinnan i näsan, struphuvudet och lungorna, vilket kan leda till försämring av välbefinnandet. Dessutom, med låg luftfuktighet, kvarstår patogena mikroorganismer längre i den yttre miljön, och mer statisk laddning ackumuleras på ytan av föremål. Därför, på vintern, fuktas bostadsområden med porösa luftfuktare. Växter är bra luftfuktare.

Om den relativa luftfuktigheten är hög, så säger vi att luften fuktig och kvävande. Hög luftfuktighet är deprimerande eftersom avdunstning sker mycket långsamt. Koncentrationen av vattenånga i luften är i detta fall hög, vilket gör att molekyler från luften återvänder till vätskan nästan lika snabbt som de förångas. Om svett avdunstar från kroppen långsamt, kyler kroppen väldigt lite, och vi känner oss inte särskilt bekväma. Vid 100 % relativ luftfuktighet kan avdunstning inte ske alls - under sådana förhållanden kommer våta kläder eller fuktig hud aldrig att torka.

Från din biologikurs känner du till de olika anpassningarna av växter i torra områden. Men växter är också anpassade till hög luftfuktighet. Således "gråter Monsteras hemland - den fuktiga ekvatorialskogen i Monstera, med en relativ luftfuktighet nära 100%, den tar bort överflödig fukt genom hål i löven - hydatoder. I moderna byggnader används luftkonditionering för att skapa och underhålla en luftmiljö i slutna utrymmen som är mest gynnsam för människors välbefinnande. Samtidigt regleras temperatur, luftfuktighet och luftsammansättning automatiskt.

Luftfuktighet är av exceptionell betydelse för bildandet av frost. Om luftfuktigheten är hög och luften är nära att vara mättad med ånga, kan luften bli mättad när temperaturen sjunker och dagg börjar falla, men när vattenånga kondenserar frigörs energi (den specifika förångningsvärmen kl en temperatur nära 0 ° C är 2490 kJ/kg), därför kommer luften vid jordytan när dagg bildas inte att svalna under daggpunkten och sannolikheten för frost minskar. Sannolikheten för frysning beror för det första på hastigheten på temperaturfallet och,

För det andra, från luftfuktighet. Det räcker att känna till en av dessa data för att mer eller mindre exakt förutsäga sannolikheten för frost.

Granska frågor:

1. Vad menas med luftfuktighet?
2. Vad kallas absolut luftfuktighet?
3. Vilken formel uttrycker innebörden av detta begrepp? I vilka enheter uttrycks det?
4. Vad är vattenångtryck?
5. Vad är relativ luftfuktighet?
6. Vilka formler uttrycker innebörden av detta begrepp i fysik och meteorologi? I vilka enheter uttrycks det?

Relativ luftfuktighet 70%, vad betyder det?

Vad kallas daggpunkten?

Vilka instrument används för att bestämma luftfuktigheten? Vad är en persons subjektiva känsla av luftfuktighet? Efter att ha ritat en bild, förklara strukturen och funktionsprincipen för hår- och kondenshygrometrar och psykrometrar. Laboratoriearbete nr 4 "Mätning av relativ luftfuktighet"

Mål: lära sig att bestämma relativ luftfuktighet,

show

Innan du utför arbetet är det nödvändigt att uppmärksamma eleverna inte bara på arbetets innehåll och framsteg, utan också på reglerna för hantering av termometrar och glaskärl. Man måste komma ihåg att hela tiden som termometern inte används för mätningar måste den vara i sitt fodral. Vid temperaturmätning ska termometern hållas i överkanten. Detta gör att du kan bestämma temperaturen med största noggrannhet.

De första temperaturmätningarna bör göras med en torrlampa. Denna temperatur i klassrummet ändras inte under drift.

För att mäta temperaturen med en våt termometer är det bättre att använda en bit gasväv som en trasa. Gaze absorberar mycket bra och flyttar vatten från den våta kanten till den torra.

Med hjälp av en psykrometrisk tabell är det lätt att bestämma det relativa luftfuktighetsvärdet.

Låta tc = h= 22 °C, t m = t 2= 19°C. Sedan t = t c- 1 Ш = 3°C.

Med hjälp av tabellen hittar vi den relativa luftfuktigheten. I det här fallet är det 76%.

Som jämförelse kan du mäta den relativa luftfuktigheten utanför. För att göra detta kan en grupp på två eller tre elever som framgångsrikt har slutfört huvuddelen av arbetet uppmanas att utföra liknande mätningar på gatan. Detta bör inte ta mer än 5 minuter. Det resulterande fuktvärdet kan jämföras med luftfuktigheten i klassrummet.

Resultaten av arbetet sammanfattas i slutsatser. De bör notera inte bara de formella betydelserna av slutresultaten, utan också ange orsakerna som leder till fel.

III. Problemlösning

Eftersom detta laboratoriearbete är ganska enkelt till innehåll och liten till volym, kan resten av lektionen ägnas åt att lösa problem kring det ämne som studeras. För att lösa problem är det inte nödvändigt att alla elever börjar lösa dem samtidigt. Allt eftersom arbetet fortskrider kan de få uppdrag individuellt.

Följande enkla uppgifter kan föreslås:

Det är kallt höstregn ute. I vilket fall kommer tvätt som hänger i köket att torka snabbare: när fönstret är öppet eller när det är stängt? Varför?

Luftfuktigheten är 78 %, och torrlampan är 12 °C. Vilken temperatur visar den våta termometern? (Svar: 10 °C.)

Skillnaden i avläsningar för torra och våta termometrar är 4 °C. Relativ luftfuktighet 60%. Vad är avläsningarna för torra och våta glödlampor? (Svar: t c -l9°С, t m= 10 °C.)

Läxa

• Upprepa punkt 17 i läroboken.
• Uppgift nr 3. sid. 43.

Eleven berättar om avdunstningens roll i växters och djurs liv.

Avdunstning i växtlivet

För en normal existens av en växtcell måste den vara mättad med vatten. För alger är det en naturlig följd av villkoren för deras existens för landväxter det uppnås som ett resultat av två motsatta processer: absorption av vatten genom rötterna och avdunstning. För framgångsrik fotosyntes måste klorofyllbärande celler från landväxter hålla den närmaste kontakten med den omgivande atmosfären, som förser dem med den koldioxid de behöver; denna nära kontakt leder dock oundvikligen till det faktum att vattnet som mättar cellerna kontinuerligt avdunstar in i det omgivande utrymmet, och samma solenergi som förser växten med den energi som krävs för fotosyntesen, absorberad av klorofyll, bidrar till uppvärmningen av bladet. , och därigenom intensifierar processen av avdunstning.

Mycket få, och dessutom dåligt organiserade växter, som mossor och lavar, tål långa avbrott i vattenförsörjningen och klarar denna tid i ett tillstånd av fullständig torkning. Av de högre växterna är det bara några representanter för sten- och ökenflora som är kapabla till detta, till exempel sedge, vanlig i sanden i Karakumöknen. För de allra flesta döda växter skulle sådan uttorkning vara dödlig, och därför är deras vattenutflöde ungefär lika med dess inflöde.

För att föreställa oss omfattningen av vattenavdunstning av växter, låt oss ge följande exempel: under en växtsäsong avdunstar en blomning av solros eller majs upp till 200 kg eller mer vatten, det vill säga en stor tunna! Med sådan energiförbrukning krävs inte mindre energisk vattenutvinning. För detta ändamål (rotsystemet, vars storlek är enorm, räknar antalet rötter och rothår för vinterråg gav följande fantastiska siffror: det fanns nästan fjorton miljoner rötter, den totala längden på alla rötter var 600 km, och deras totala yta var cirka 225 m 2. På dessa hade rötterna cirka 15 miljarder rothår med en total yta av 400 m2.

Mängden vatten som förbrukas av en växt under dess liv beror till stor del på klimatet. I ett varmt, torrt klimat förbrukar växter inte mindre, och ibland till och med mer, vatten än i ett fuktigare klimat har dessa växter ett mer utvecklat rotsystem och mindre utvecklade bladytor. Växter i fuktiga, skuggiga tropiska skogar och stränderna av vattendrag använder minst mängd vatten: de har tunna, breda löv och svaga rot- och ledande system. Växter i torra områden, där det finns mycket lite vatten i jorden och luften är varm och torr, har olika metoder för anpassning till dessa svåra förhållanden. Ökenväxter är intressanta. Dessa är till exempel kaktusar, växter med tjocka köttiga stammar, vars blad har förvandlats till taggar. De har en liten yta med stor volym, tjocka höljen, lite genomsläppliga för vatten och vattenånga, med några få, nästan alltid slutna stomata. Därför, även i extrem värme, avdunstar kaktusar lite vatten.

Andra växter i ökenzonen (kameltörn, stäpplusern, malört) har tunna löv med vidöppna stomata, som kraftigt assimilerar och avdunstar, vilket gör att lövens temperatur reduceras avsevärt. Ofta är bladen täckta med ett tjockt lager av gråa eller vita hårstrån, som representerar en slags genomskinlig skärm som skyddar växter från överhettning och minskar intensiteten av avdunstning.

Många ökenväxter (fjädergräs, tumbleweed, ljung) har hårda, läderartade löv. Sådana växter tål långvarig vissning. Vid denna tidpunkt krullar deras blad till ett rör, med stomata placerad inuti den.

Avdunstningsförhållandena förändras dramatiskt på vintern. Rötter kan inte absorbera vatten från frusen jord. Därför, på grund av lövfall, minskar växtens avdunstning av fukt. Dessutom, i frånvaro av löv, hålls mindre snö kvar på kronan, vilket skyddar växter från mekanisk skada.

Avdunstningsprocessens roll för djurorganismer

Avdunstning är den lättast reglerade metoden för att minska intern energi. Alla förhållanden som försvårar parningen stör regleringen av värmeöverföringen från kroppen. Så läder, gummi, vaxduk, syntetiska kläder gör det svårt att reglera kroppstemperaturen.

Svettning spelar en viktig roll i värmeregleringen av kroppen, det säkerställer konstanten av kroppstemperaturen hos en person eller ett djur. På grund av avdunstning av svett minskar den inre energin, tack vare vilken kroppen kyls ner.

Luft med en relativ luftfuktighet på 40 till 60 % anses vara normalt för människors liv. När miljön har en temperatur som är högre än människokroppen, uppstår förstärkt. Överdriven svettning leder till kylning av kroppen och hjälper till att arbeta under höga temperaturer. Men sådan aktiv svettning är en betydande börda för en person! Om den absoluta luftfuktigheten samtidigt är hög, blir det ännu svårare att leva och arbeta (fuktiga tropikerna, vissa verkstäder, till exempel färgning).

Relativ luftfuktighet under 40 % vid normala lufttemperaturer är också skadligt, eftersom det leder till ökad förlust av fukt från kroppen, vilket leder till uttorkning.

Vissa levande varelser är mycket intressanta ur termoregleringssynpunkt och förångningsprocessernas roll. Det är till exempel känt att en kamel kan gå utan att dricka i två veckor. Detta förklaras av att den använder vatten mycket ekonomiskt. En kamel svettas knappt ens i fyrtiogradig värme. Dess kropp är täckt med tjockt och tätt hår - ullen räddar från överhettning (på baksidan av en kamel på en kvav eftermiddag värms den upp till åttio grader, och huden under den är bara upp till fyrtio!). Ull förhindrar också avdunstning av fukt från kroppen (i en avklippt kamel ökar svettning med 50%). En kamel öppnar aldrig, inte ens i den mest intensiva värmen, sin mun: trots allt, från munhålans slemhinna, om du öppnar munnen på vid gavel, avdunstar du mycket vatten! Kamelens andningshastighet är mycket låg - 8 gånger i minuten. På grund av detta lämnar mindre vatten kroppen med luft. I varmt väder ökar dock hans andningshastighet till 16 gånger per minut. (Jämför: under samma förhållanden andas en tjur 250 gånger och en hund - 300-400 gånger per minut.) Dessutom sjunker kamelens kroppstemperatur på natten till 34°, och under dagen, i värmen, sjunker den stiger till 40-41°. Detta är mycket viktigt för att spara vatten. Kamelen har också en mycket intressant anordning för att lagra vatten för framtida bruk Det är känt att från fett, när det "bränner" i kroppen, erhålls mycket vatten - 107 g från 100 g fett. Således kan en kamel vid behov utvinna upp till ett halvt hundraviktsvatten från sina puckel.

Ur ekonomins synvinkel när det gäller vattenkonsumtion är amerikanska jerboahoppare (kängururåttor) ännu mer fantastiska. De dricker aldrig alls. Kängururttor lever i Arizonas öken och tuggar frön och torrt gräs. Nästan allt vatten som finns i deras kropp är endogent, d.v.s. produceras i celler under matsmältningen. Experiment har visat att från 100 g pärlkorn, som matades till kängururåttor, fick de, efter att ha smält och oxiderat det, 54 g vatten!

Luftsäckar spelar en viktig roll i termoregleringen av fåglar. Vid varmt väder avdunstar fukt från luftsäckarnas inre yta, vilket hjälper till att kyla kroppen. I samband med detta öppnar fågeln sin näbb vid varmt väder. (Katz //./> Biofysik i fysiklektionerna. - M.: Education, 1974).

n. Självständigt arbete

Som mängd värme som frigörs fullständig förbränning av 20 kg kol? (Svar: 418 MJ)

Hur mycket värme kommer att frigöras vid fullständig förbränning av 50 liter metan? Ta metan densiteten till 0,7 kg/m3. (Svar: -1.7 MJ)

På en kopp yoghurt står det skrivet: energivärde 72 kcal. Uttryck produktens energivärde i J.

Värmevärdet för den dagliga kosten för skolbarn i din ålder är cirka 1,2 MJ.

1) Räcker 100 g fet keso, 50 g vetebröd, 50 g nötkött och 200 g potatis för dig? Krävs ytterligare data:

• fet keso 9755;
• vetebröd 9261;
• nötkött 7524;
• potatis 3776.

2) Räcker det för dig att konsumera 100 g abborre, 50 g färsk gurka, 200 g vindruvor, 100 g rågbröd, 20 g solrosolja och 150 g glass under dagen?

Specifik förbränningsvärme q x 10 3, J/kg:

• abborre 3520;
• färska gurkor 572;
• druvor 2400;
• rågbröd 8884;
• solrosolja 38900;
• krämig glass 7498. ,

(Svar: 1) Ungefär 2,2 MJ förbrukat - tillräckligt; 2) Förbrukad Till 3,7 MJ räcker.)

När du förbereder dig för lektioner spenderar du cirka 800 kJ energi inom två timmar. Kommer du att få tillbaka energin om du dricker 200 ml lättmjölk och äter 50 g vetebröd? Densiteten för skummjölk är 1036 kg/m3. (Svar: Cirka 1 MJ förbrukad räcker.)

Vatten från bägaren hälldes i ett kärl som värmdes upp av lågan från en alkohollampa och förångades. Beräkna massan av bränd alkohol. Uppvärmning av kärlet och förluster på grund av uppvärmning av luften kan försummas. (Svar: 1,26 g)

• Hur mycket värme kommer att frigöras under den fullständiga förbränningen av 1 ton antracit? (Svar: 26.8. 109 J.)
• Vilken massa biogas måste brännas för att frigöra 50 MJ värme? (Svar: 2 kg.)
• Hur mycket värme kommer att frigöras vid förbränning av 5 liter eldningsolja? Flotte ness ta eldningsolja lika med 890 kg/m 3. (Svar: ungefär 173 MJ.)

På chokladasken står det skrivet: kaloriinnehåll 100 g 580 kcal. Uttryck nilorhalten i produkten i J.

Studera etiketterna på olika livsmedelsprodukter. Skriv ner energin jag, med vad är värdet (kaloriinnehållet) av produkter, uttryckt i joule eller k-yuries (kilokalorier).

När du cyklar på 1 timme spenderar du cirka 2 260 000 J energi. Kommer du att återställa dina energinivåer om du äter 200 g körsbär?

En av de mycket viktiga indikatorerna i vår atmosfär. Den kan vara antingen absolut eller relativ. Hur mäts absolut luftfuktighet och vilken formel ska användas för detta? Du kan ta reda på detta genom att läsa vår artikel.

Luftfuktighet - vad är det?

Vad är luftfuktighet? Det är mängden vatten som finns i någon fysisk kropp eller medium. Denna indikator beror direkt på själva mediets eller ämnets natur, såväl som på graden av porositet (om vi talar om fasta ämnen). I den här artikeln kommer vi att prata om en specifik typ av luftfuktighet - luftfuktighet.

Från en kemikurs vet vi alla mycket väl att atmosfärsluft består av kväve, syre, koldioxid och några andra gaser, som inte utgör mer än 1% av den totala massan. Men förutom dessa gaser innehåller luften även vattenånga och andra föroreningar.

Luftfuktighet avser mängden vattenånga som för närvarande (och på en given plats) finns i luftmassan. Samtidigt skiljer meteorologer två av dess värden: absolut och relativ luftfuktighet.

Luftfuktighet är en av de viktigaste egenskaperna hos jordens atmosfär, vilket påverkar det lokala vädrets natur. Det är värt att notera att mängden luftfuktighet i atmosfären inte är densamma - både i den vertikala sektionen och i den horisontella (latitudinella) sektionen. Så om den relativa luftfuktigheten på subpolära breddgrader (i det nedre skiktet av atmosfären) är cirka 0,2-0,5%, är den på tropiska breddgrader upp till 2,5%. Därefter kommer vi att ta reda på vad absolut och relativ luftfuktighet är. Vi kommer också att överväga vilken skillnad som finns mellan dessa två indikatorer.

Absolut luftfuktighet: definition och formel

Översatt från latin betyder ordet absolutus "full". Baserat på detta blir essensen av begreppet "absolut luftfuktighet" uppenbar. Detta är ett värde som visar hur många gram vattenånga som faktiskt finns i en kubikmeter av en viss luftmassa. Som regel betecknas denna indikator med den latinska bokstaven F.

G/m 3 är en måttenhet där den absoluta luftfuktigheten beräknas. Formeln för att beräkna den är som följer:

I denna formel betecknar bokstaven m massan av vattenånga, och bokstaven V betecknar volymen av en specifik luftmassa.

Värdet på absolut luftfuktighet beror på flera faktorer. Först och främst är dessa lufttemperatur och arten av advektionsprocesser.

Relativ luftfuktighet

Låt oss nu titta på vad relativ luftfuktighet är. Detta är ett relativt värde som visar hur mycket fukt som finns i luften i förhållande till maximalt möjliga mängd vattenånga i den luftmassan vid en viss temperatur. Relativ luftfuktighet mäts i procent (%). Och det är just denna procentandel som vi ofta kan ta reda på i väderprognoser och väderrapporter.

Det är också värt att nämna ett så viktigt koncept som daggpunkt. Detta är fenomenet med den maximala möjliga mättnaden av luftmassan med vattenånga (den relativa luftfuktigheten för närvarande är 100%). I det här fallet kondenserar överskott av fukt och det bildas nederbörd, dimma eller moln.

Metoder för att mäta luftfuktighet

Kvinnor vet att de kan upptäcka ökad luftfuktighet i atmosfären med hjälp av sin voluminösa frisyr. Det finns dock andra, mer exakta metoder och tekniska anordningar. Dessa är en hygrometer och en psykrometer.

Den första hygrometern skapades redan på 1600-talet. En av typerna av denna enhet är just baserad på hårets egenskaper för att ändra dess längd med förändringar i luftfuktigheten. Men idag finns det även elektroniska hygrometrar. En psykrometer är en speciell enhet som innehåller en våt och torr termometer. Baserat på skillnaden i deras indikatorer bestäms luftfuktigheten vid en specifik tidpunkt.

Luftfuktighet som en viktig miljöindikator

Man tror att den optimala luftfuktigheten för människokroppen är 40-60%. Luftfuktighetsindikatorer påverkar också i hög grad en persons uppfattning om lufttemperaturen. Så med låg luftfuktighet verkar det som om luften är mycket kallare än i verkligheten (och vice versa). Det är därför på vår planets tropiska och ekvatoriala breddgrader upplever resenärer värmen och värmen så hårt.

Idag finns det speciella luftfuktare och avfuktare som hjälper en person att reglera luftfuktigheten i slutna utrymmen.

Till sist...

Således är absolut luftfuktighet den viktigaste indikatorn som ger oss en uppfattning om luftmassornas tillstånd och egenskaper. I det här fallet måste du kunna skilja detta värde från relativ fuktighet. Och om den senare visar andelen vattenånga (i procent) som finns i luften, så är absolut luftfuktighet den faktiska mängden vattenånga i gram i en kubikmeter luft.