Presión de vapor de agua - presión parcial (parcial) de vapor de agua en el aire
Humedad absoluta del aire: la cantidad de vapor de agua en gramos por 1 m 3
Humedad específica -
Humedad relativa (R) - la relación de elasticidad del agua. Vapor a la misma temperatura en %.
La condensación es el proceso de cambio de un gas a un líquido.
Sublimación - de gaseoso a sólido (sin pasar por el estado líquido)
Condiciones de sublimación y condensación:
La presencia de vapor de agua en la atmósfera en estado de saturación
Presencia de centros de cristalización
La estructura de la atmósfera. Haz una lista de las capas que lo componen con las alturas.
| Nombre de la capa | Capas | Altura | notas |
| Troposfera | hasta 8(18) km (latitudes medias) hasta 10(12) km (polar) hasta 16(18) km (tropical) | ||
| Fondo (capa de fricción) | 1-2 kilómetros | Nubes bajas y nieblas | |
| Promedio | hasta 6 km (por encima del inferior) | nubes medias | |
| Superior | 6 a 10(11) | Forma nubes del nivel superior y cimas de poderosos cumulonimbus | |
| tropopausa | 1-2 km (entre troposph y stratosph) | ||
| Estratosfera | hasta 80-85 km | ||
| más bajo (isotérmico) | Hasta 30-35 km | t es constante y como en la tropopausa | |
| medio (capa cálida) | Desde 30(35)-55(60)km | t aumenta con la altura alcanzando 50-70° (absorción de la radiación solar ultravioleta por el ozono) | |
| Superior (capa de mezcla) | 55(60) – 80(85) kilómetros | t disminuye con la altura -50(-70°) | |
| Ionosfera | 80(85)-1000km | 0,5 de la masa total de la atmósfera | |
| esfera de dispersión | Por encima de la ionosfera | Las moléculas pueden vencer la gravedad. | |
| mesosfera | Hasta 80 km | ||
| termosfera | 80-800 kilómetros | ||
| exosfera | Hasta 3000 |
Dar la definición del frente atmosférico, dar su clasificación.
Frente atmosférico: zonas de transición entre masas de aire, caracterizadas por cambios bruscos en los valores de los elementos metrológicos en el horizonte. dirección.
Clasificación:
Frente cálido: se mueve hacia la masa de aire frío en retirada (a medida que el aire cálido se eleva hasta 6-7 km a lo largo de una cuña de aire frío).
Frente frío: se mueve hacia la masa de aire cálido en retirada. Tipos:
1er tipo de invasión de aire frío a lo largo de toda la superficie del movimiento ascendente de aire caliente
2do tipo: el aire caliente es inestable y contiene reservas de humedad. El aire frío desplaza al aire caliente (aparecen movimientos verticales ascendentes en la masa de aire caliente, lo que conduce a la formación de nubes de lluvia nómadas, el límite superior alcanza la tropopausa)
Mapas de topografía bárica. Característica.
Mapas de topografía bárica - según observaciones aerológicas, son para el repo-tey (AT850 altura 1,5 km sobre el suelo) (AT700 altura 3 km), (AT500 - 5km) (AT300 - 9km)
Lista de sistemas báricos. Déles una breve descripción.
Ciclón (H) - un sistema bárico en forma de isobaras cerradas, con baja presión en el centro. El área de convergencia de los vientos superficiales sopla en un ángulo de 30-40° con respecto al centro del ciclón, en sentido antihorario.
Canal: una banda alargada de baja presión entre 2 anticiclones, que tiene un eje cerca del cual las isobaras tienen una curvatura máxima.
Eje - línea de presión mínima, línea de convergencia de vientos superficiales
Anticiclón (B) - un sistema bárico en forma de isobaras cerradas con alta presión en el centro, la región de divergencia es rectificada. vientos Viento en el sentido de las agujas del reloj, se desvía de la isobara hacia la baja presión en 30°
Cresta - una banda alargada de baja presión entre 2 ciclones, un eje a eje pronunciado en la vecindad del cual las isobaras tienen una curvatura máxima. Eje de la cresta: línea de presión máxima, línea de divergencia del viento en la superficie
Sillas báricas - sistema bárico intermedio, entre 2 ciclones y 2 anticiclones. El clima lo determina el aire sagrado de la misa donde se formó. Los vientos son débiles e inestables. En invierno, en tierra, nieblas radiales y nubes onduladas. En el verano - poderoso. y nubes cumulonimbus con lluvia y truenos.
Defina una tormenta eléctrica y proporcione un diagrama de una nube tormentosa.
Tormenta - el proceso de condensación de vapor de agua en la atmósfera, acompañando. Rayos y truenos.
Tormentas eléctricas frontales: cuando dos masas de aire (caliente y fría) interactúan, se extienden en una larga cadena y cubren grandes espacios.
Definir orden de batalla. Enumere lo que debe proporcionar.
Orden de batalla: el arreglo mutuo de partes, subunidades de aeronaves en el aire para el desempeño conjunto de una misión de combate.
BP proporciona:
Supera con éxito la defensa aérea.
Uso completo de las capacidades de combate de las unidades y subunidades.
Las mejores condiciones para buscar y alcanzar el objetivo
Las mejores condiciones para observar el espacio aéreo
Libertad de maniobra y pilotaje
Conveniencia y continuidad del control
Seguridad de las aeronaves frente a colisiones en el aire
Seguridad de ser golpeado por su propia munición
Definición de colección BP. Enumere los pasos. La esencia de BP.
Colección: una maniobra de aeronaves individuales (grupos) para construir un BP dado en un momento dado a una altitud dada en un área aprobada
Etapas de la PA:
Despegue y ascenso de la construcción de un BP
Salida al punto de inicio del inicio de maniobras
Maniobras para ocupar un BP dado
Esencia de BP = BP proporciona
Describir el método de escalar a distancias seguras.
Se utiliza cuando se despega en pareja (enlace) y se puede utilizar en los casos en que el intervalo de despegue es menor que la distancia de tiempo segura para atravesar las nubes a distancias seguras
Describir el método de ascenso con diferencias de altura seguras (para diferentes trayectorias de planeo).
RBZ controla la precisión de mantener una dirección dada y la preservación de las diferencias de altura seguras por parte de las tripulaciones del uso de ELLOS, el operador del PRV y los informes de los pilotos.
Instrumentos y accesorios necesarios: psicrómetro de estación, psicrómetro de aspiración, agua destilada, pipeta humectante, soporte para reforzar el psicrómetro, barómetro de mercurio, tablas psicrométricas, higrómetro de cabello.
El aire atmosférico siempre contiene vapor de agua, cuyo contenido varía en volumen de 0 a 4% y depende de las condiciones físicas y geográficas del área, la estación del año, las características de circulación de la atmósfera, el estado de la superficie del suelo, temperatura del aire , etc.
En una unidad de volumen de aire a una temperatura dada, el contenido de vapor de agua no puede exceder una cierta cantidad límite, llamada presión de vapor de agua más alta posible o saturación máxima. Corresponde al equilibrio entre el vapor y el agua, es decir estado saturado del vapor.
El vapor de agua formado sobre la superficie evaporada ejerce una cierta presión, que se llama presión de vapor de agua o presión parcial(mi).
La presión de vapor de agua (e) está determinada por la fórmula:
e \u003d E "- A p (t - t")
donde E" es la elasticidad máxima del vapor de agua a la temperatura de bulbo húmedo; p es la presión atmosférica; t es la temperatura del aire (temperatura de bulbo seco), 0 C; t es la temperatura de la superficie de evaporación (temperatura de bulbo húmedo), 0 C;A es un psicrómetro constante, dependiendo de su diseño y, principalmente, de la velocidad del movimiento del aire cerca de la parte receptora del psicrómetro.Así, la constante del psicrómetro de estación se toma igual a 0,0007947, que corresponde a la velocidad media de movimiento de aire en la cabina (0,8 m/s), el psicrómetro es 0,000662 a una velocidad de aire constante (2 m/seg) en la parte receptora de los termómetros.
La presión parcial se mide en milímetros de mercurio o milibares. A cualquier temperatura, la presión parcial de vapor de agua (e) no puede exceder la presión de saturación de vapor (E). Para calcular E, existen fórmulas especiales para ellos, se compilan tablas según las cuales se encuentra (Apéndice 1, 2).
Humedad relativa(f) es la relación entre la presión parcial de vapor de agua y la presión de vapor saturado sobre una superficie plana de agua destilada a una temperatura dada, expresada en %.
La humedad relativa muestra qué tan cerca o lejos está el aire de la saturación con vapor de agua, determinada con una precisión del 1%.
déficit de saturación(d) es la diferencia entre la presión del vapor de agua saturado y su presión parcial. d \u003d E - e.
El déficit de saturación se expresa en mmHg o milibares.
Humedad absoluta(g) - la cantidad de vapor de agua en 1m 3 de aire, expresada en gramos.
Si la presión del aire se expresa en milibares, g se determina mediante la fórmula:
Si la presión del aire se expresa en milímetros, g se determina mediante la fórmula:
donde L es el coeficiente de expansión de los gases, igual a 1/273, o 0,00366.
punto de rocío(t d) - la temperatura a la cual el vapor de agua contenido en el aire a presión constante alcanza un estado de saturación con respecto a una superficie plana de agua pura o hielo. El punto de rocío se determina al décimo de grado más cercano.
Métodos para medir la humedad del aire.
método psicrométrico- este es el método principal para determinar la humedad del aire, que se basa en medir la temperatura del aire y la temperatura del termómetro humedecido con agua - la temperatura de equilibrio termodinámico entre el consumo de calor por evaporación de la superficie mojada y la entrada de calor al termómetro del ambiente. La determinación de la humedad del aire por este método se lleva a cabo de acuerdo con las lecturas de un psicrómetro, un instrumento que consta de dos termómetros. La parte receptora (reservorio) de uno de los termómetros psicrométricos está envuelta en batista, la cual se encuentra en estado húmedo (bulbo húmedo), la evaporación ocurre desde la superficie del reservorio del termómetro de bulbo húmedo, el cual consume calor. El otro termómetro del psicrómetro está seco, muestra la temperatura del aire. El termómetro húmedo muestra su propia temperatura, que depende de la tasa de evaporación del agua de la superficie del tanque.
Para medir la humedad del aire se utilizan dos tipos de psicrómetros: de estación y de aspiración.
Psicrómetro de estación consta de dos termómetros idénticos con divisiones hasta 0.2 0, instalados verticalmente sobre un trípode en una cabina psicrométrica. El depósito del termómetro derecho está bien envuelto en una capa con un trozo de batista, cuyo extremo se sumerge en un vaso de agua destilada. El vaso se cierra con una tapa con ranura para batista. La instalación de los termómetros en la cabina psicrométrica se muestra en la fig. veinte.
Las lecturas de los termómetros deben tomarse lo más rápido posible, ya que la presencia de un observador cerca de los termómetros puede distorsionar las lecturas. Primero se cuentan y registran las décimas y luego los grados enteros.
Las observaciones del psicrómetro se llevan a cabo a cualquier temperatura del aire positiva, y a temperaturas negativas solo hasta -10 0, ya que a temperaturas más bajas los resultados de la observación se vuelven poco confiables. A temperaturas del aire por debajo de 0 0, se corta la punta de la batista del bulbo húmedo. Batiste se humedece durante 30 minutos antes del inicio de las observaciones sumergiendo el depósito del termómetro en un vaso de agua.
Arroz. 20 Instalación de termómetros en la cabina psicrométrica
A una temperatura negativa, el agua sobre batista puede estar no solo en estado sólido (hielo), sino también en estado líquido (agua sobreenfriada). Desde el exterior, es muy difícil saberlo. Para hacer esto, debe tocar la batista con un lápiz, al final de la cual hay un trozo de hielo o nieve, y seguir el termómetro. Si al momento de tocar la columna de mercurio sube, entonces había agua sobre la batista, que se convirtió en hielo; al mismo tiempo, se liberó calor latente, por lo que aumentó la lectura del termómetro. Si al tocar la batista no cambia la lectura del termómetro, entonces hay hielo en la batista, y no hay cambio en el estado de agregación.
Es muy importante tener en cuenta el estado de agregación del agua en un tanque de bulbo húmedo, ya que la elasticidad máxima del vapor de agua, que se incluye en la fórmula psicrométrica, es diferente sobre el agua y el hielo.
El cálculo de las características de la humedad del aire según las lecturas del psicrómetro se lleva a cabo utilizando tablas psicrométricas compiladas según fórmulas. En las tablas psicrométricas, valores preestablecidos de t d, e, f, d para diferentes combinaciones de t y t "a una constante A igual a 0.0007947 y presión atmosférica de 1000 mb. Si la presión del aire es más o menos de 1000 mb, se hacen correcciones a las características de humedad.Enmienda la elasticidad del vapor de agua se encuentra por el valor de la presión atmosférica y la diferencia entre las lecturas de los termómetros secos y húmedos.A la presión atmosférica menos de 1000 mb, esta corrección es positivo, si supera los 1000 mb, se ingresa con signo menos.
Psicrómetro de aspiración(fig. 21) consta de dos termómetros psicrométricos 1 , 2 con un valor de división de 0.2 0 colocado en un marco de metal.
El marco consiste en un tubo 3 , bifurcando hacia abajo, y protecciones laterales 4 . extremo superior del tubo 3 conectado al aspirador 7 aspirando aire exterior a través de tubos 5 y 6 en el que se encuentran los tanques del termómetro 10, 11 . El aspirador tiene un mecanismo de resorte. El resorte se enciende con una llave. 8 . tubos 5 y 6 hecho doble. El depósito de uno de los termómetros (derecha) está envuelto en batista corta. La superficie niquelada y pulida del psicrómetro refleja bien los rayos del sol. Por lo tanto, no se requiere protección adicional para su instalación y se instala en el exterior. Los psicrómetros de aspiración se utilizan para observaciones de gradientes en estaciones meteorológicas, así como en estudios microclimáticos de campo.
Arroz. 21 Psicrómetro de aspiración
Antes de la observación, el psicrómetro se saca de la habitación 30 minutos en invierno y 15 minutos en verano. Batista del termómetro derecho se humedece con una pera de goma 9 con pipeta en verano 4 minutos, y en invierno 30 minutos antes del periodo de observación. Después de mojar, se pone en marcha el aspirador, que en el momento del conteo debe funcionar a toda velocidad. Por lo tanto, en invierno, 4 minutos antes de la lectura, debe iniciar el psicrómetro por segunda vez.
Las características de la humedad del aire según el psicrómetro de aspiración también se calculan mediante tablas psicrométricas. La constante psicrométrica de este instrumento es 0,000662.
método higrométrico - basado en la propiedad del cabello humano sin grasa de cambiar su longitud con los cambios en la humedad del aire.
Higrómetro de cabello(Figura 22). La parte principal del higrómetro de cabello es cabello humano desengrasado (tratado con éter y alcohol), que tiene la capacidad de cambiar su longitud bajo la influencia de cambios en la humedad relativa. Cuando la humedad relativa del cabello disminuye 1 fijo en el marco 2 , acorta, con un aumento - alarga.
El extremo superior del cabello está unido al tornillo de ajuste. 3 , con el que puedes cambiar la posición de la flecha 7 En la escala 9 higrómetro. El extremo inferior del cabello está conectado al bloque en forma de arco. 4 sentado en una vara 5. peso 6 Este bloque sirve para estirar el cabello. En el eje del bloque. 8 flecha reforzada 7 , cuyo extremo libre se mueve a lo largo de la escala cuando cambia la humedad.
El valor de división de la escala del higrómetro es 1% de humedad relativa. Las divisiones en la escala son desiguales: a valores bajos de humedad son más grandes y a valores altos son más pequeños. El uso de tal escala se debe al hecho de que el cambio en la longitud del cabello es más rápido con valores de humedad bajos y más lento con valores de humedad altos.
Arroz. 22 Higrómetro de cabello
Con una acción prolongada, los higrómetros se vuelven menos sensibles a los cambios de humedad: el cabello se arranca y se ensucia, y la película se seca. Con esto en mente, muchas veces es necesario comparar el dispositivo con un psicrómetro y encontrar sus correcciones, para lo cual se utiliza una técnica gráfica. Para ello, se trazan puntos en la cuadrícula de coordenadas según los datos de las observaciones simultáneas de la humedad relativa utilizando un psicrómetro y un higrómetro durante un largo período (por ejemplo, durante los meses de otoño cuando se prepara el higrómetro para el invierno) y a través de la mitad de la tira, donde los puntos yacen más densamente, se dibuja una línea suave para que a ambos lados de ella haya, si es posible, el mismo número de puntos (Fig. 23).
En el futuro, usando esta línea, para cualquier lectura del higrómetro, puede encontrar el valor correspondiente de humedad relativa usando el psicrómetro de la estación. Por ejemplo, si la lectura del higrómetro fue del 75 %, la humedad relativa corregida sería del 73 %.
Para un uso más conveniente del programa, se compila una tabla de conversión. La primera columna vertical (decenas) y la primera línea horizontal (unidades) dan la escala del higrómetro. Las celdas registran los valores de humedad relativa tomados de la curva. Usando esta tabla, de acuerdo con las lecturas del higrómetro, se encuentran los valores corregidos de humedad relativa.
Fig. 23 Gráfico de corrección del higrómetro
Las observaciones del higrómetro son de particular importancia en la temporada de invierno, cuando este instrumento suele ser el único para determinar la humedad del aire. Por lo tanto, en los meses de otoño, se regula cuidadosamente y se construye un horario de transferencia, que se utiliza durante todo el invierno.
1 Familiarícese con las tablas psicrométricas elaborando explicaciones para ellas y analizando ejemplos.
2 Familiarícese con el dispositivo de los psicrómetros de estación y aspiración.
3 Tome medidas con un psicrómetro de aspiración.
4 De acuerdo con las lecturas de los termómetros secos y húmedos y la magnitud de la presión, utilizando tablas psicrométricas, determine las características de la humedad del aire.
Registre los resultados de las observaciones en un cuaderno.
La humedad es una característica importante del medio ambiente. Pero no todos entienden completamente lo que significan los informes meteorológicos. y la humedad absoluta son conceptos relacionados. No es posible comprender la esencia de uno sin comprender el otro.
El aire contiene una mezcla de sustancias en estado gaseoso. El primero es el nitrógeno y el oxígeno. Su composición total (100%) contiene aproximadamente 75% y 23% en peso, respectivamente. Alrededor del 1,3% de argón, menos del 0,05% es dióxido de carbono. El resto (que falta alrededor del 0,005 % en total) es xenón, hidrógeno, criptón, helio, metano y neón.
También hay una cantidad constante de humedad en el aire. Entra en la atmósfera después de la evaporación de las moléculas de agua de los océanos del mundo, del suelo húmedo. En un espacio cerrado, su contenido puede diferir del ambiente externo y depende de la presencia de fuentes adicionales de ingresos y consumo.
Para una definición más precisa de las características físicas y los indicadores cuantitativos, se utilizan dos conceptos: humedad relativa y humedad absoluta. En la vida cotidiana, el exceso se forma al secar la ropa, en el proceso de cocción. Las personas y los animales lo excretan con la respiración, las plantas como resultado del intercambio de gases. En la producción, un cambio en la proporción de vapor de agua puede estar asociado con la condensación durante los cambios de temperatura.
¿Qué tan importante es saber la cantidad exacta de vapor de agua en la atmósfera? Estos parámetros se utilizan para calcular las previsiones meteorológicas, la posibilidad de precipitación y su volumen, y las trayectorias de movimiento de los frentes. En base a ello, se determinan los riesgos de ciclones y en especial de huracanes, que pueden representar un grave peligro para la región.
¿Cuál es la diferencia entre los dos conceptos? En común, tanto la humedad relativa como la humedad absoluta indican la cantidad de vapor de agua en el aire. Pero el primer indicador está determinado por el cálculo. El segundo se puede medir por métodos físicos con el resultado en g/m 3 .
Sin embargo, con un cambio en la temperatura ambiente, estos indicadores cambian. Se sabe que la máxima cantidad de vapor de agua que puede contener el aire es la humedad absoluta. Pero para los modos +1°C y +10°C estos valores serán diferentes.
La dependencia del contenido cuantitativo de vapor de agua en el aire con la temperatura se muestra en el indicador de humedad relativa. Se calcula mediante una fórmula. El resultado se expresa en porcentaje (un indicador objetivo del valor máximo posible).
¿Cómo cambiará la humedad absoluta y relativa del aire con un aumento de la temperatura, por ejemplo, de +15 °C a +25 °C? Con su aumento, aumenta la presión del vapor de agua. Esto significa que caben más moléculas de agua en una unidad de volumen (1 m3). Como resultado, la humedad absoluta también aumenta. El relativo entonces disminuirá. Esto se debe a que el contenido real de vapor de agua permaneció en el mismo nivel, pero aumentó el valor máximo posible. Según la fórmula (dividiendo uno por el otro y multiplicando el resultado por 100%), el resultado será una disminución del indicador.
¿Cómo cambiará la humedad absoluta y relativa con la disminución de la temperatura? ¿Qué sucede cuando disminuyes de +15°C a +5°C? Esto reducirá la humedad absoluta. En consecuencia, en 1 m3. la mezcla de aire de vapor de agua puede caber una cantidad más pequeña tanto como sea posible. El cálculo según la fórmula mostrará un aumento en el indicador final: aumentará el porcentaje de humedad relativa.
En presencia de una cantidad excesiva de vapor de agua, se siente congestión, con falta, se siente sequedad de la piel y sed. Obviamente, la humedad del aire crudo es mayor. Con un exceso, el exceso de agua no se retiene en estado gaseoso y pasa a un medio líquido o sólido. En la atmósfera, se precipita hacia abajo, esto se manifiesta por la precipitación (niebla, escarcha). En el interior, se forma una capa de condensado en los artículos del interior y se forma rocío en la superficie del césped por la mañana.
El aumento de temperatura es más fácil de soportar en una habitación seca. Sin embargo, el mismo modo, pero con una humedad relativa superior al 90%, provoca un rápido sobrecalentamiento del cuerpo. El cuerpo lucha con este fenómeno de la misma manera: el calor se libera con el sudor. Pero en el aire seco, se evapora (se seca) rápidamente de la superficie del cuerpo. En un ambiente húmedo, esto prácticamente no ocurre. El modo más adecuado (cómodo) para una persona es 40-60%.
¿Para qué sirve? En materiales a granel en clima húmedo, el contenido de materia seca por unidad de volumen disminuye. Esta diferencia no es tan significativa, pero con grandes volúmenes puede “resultar” en una cantidad realmente determinada.
Los productos (grano, harina, cemento) tienen un umbral de humedad aceptable en el que pueden almacenarse sin pérdida de calidad o propiedades tecnológicas. Por lo tanto, monitorear los indicadores y mantenerlos en un nivel óptimo es obligatorio para las instalaciones de almacenamiento. Reduciendo la humedad en el aire, se consigue también reducirla en el producto.
En la práctica, la humedad real se mide con higrómetros. Solía haber dos enfoques. Uno se basa en cambiar la extensibilidad del cabello (humano o animal). El otro se basa en la diferencia entre las lecturas de los termómetros en un ambiente seco y húmedo (psicrométrico).
En un higrómetro de cabello, la flecha del mecanismo está conectada con un cabello estirado en un marco. Cambia las propiedades físicas dependiendo de la humedad del aire circundante. La flecha se desvía del valor de referencia. Sus movimientos se siguen en la escala aplicada.
La humedad relativa y la humedad absoluta del aire, como saben, dependen de la temperatura ambiente. Esta función se utiliza en el psicrómetro. Al determinar, se toman las lecturas de dos termómetros adyacentes. El matraz de uno (seco) está en condiciones normales. En el otro (húmedo) está envuelto en una mecha, que está conectada a un depósito de agua.
En tales condiciones, el termómetro mide el ambiente, teniendo en cuenta la evaporación de la humedad. Y este indicador depende de la cantidad de vapor de agua en el aire. Se determina la diferencia. El valor de la humedad relativa está determinado por tablas especiales.
Recientemente, los sensores que usan cambios en las características eléctricas de ciertos materiales se han vuelto más ampliamente utilizados. Para confirmar los resultados y verificar los instrumentos, existen ajustes de referencia.
Para cuantificar el contenido de vapor de agua en la atmósfera se utilizan diversas características de la humedad del aire.
Presión parcial de vapor de agua (mi) - la característica principal y más utilizada de la humedad. Esta es la parte de la presión total debida al gas dado. La presión parcial es proporcional a su densidad y temperatura absoluta. Se expresa en hectopascales.
Humedad relativa (F) - la relación entre la presión de vapor real y la presión de vapor saturado a una temperatura determinada, expresada en porcentaje:
Humedad absoluta (a) - la masa de vapor de agua en gramos en 1 m 3 de aire, es decir densidad del vapor de agua, expresada en gramos por metro cúbico.
Para humedad absoluta a la expresión es correcta:
si un mi en hPa, y si mi en mm. rt. Arte.,
donde e está en hectopascales (hPa); T está en Kelvin (K). Esta expresión se obtiene si la densidad del vapor de agua ρ w = (0.622e) / (R d T) se expresa en gramos por 1 m 3, y e - en hPa.
Cambios de humedad absoluta durante los procesos adiabáticos. Cuando el aire se expande, su volumen aumenta y la misma cantidad de vapor de agua se distribuye en un gran volumen; en consecuencia, la humedad absoluta disminuye. Cuando se comprime el aire, la humedad absoluta aumenta.
Humedad específica(fracción de masa de vapor de agua) (q) - la relación entre la masa de vapor de agua en un cierto volumen y la masa total de aire húmedo en el mismo volumen. Si este volumen es de 1 m 3, puede determinar la humedad específica q como la relación entre la densidad del vapor de agua y la densidad total del aire húmedo: q \u003d ρ w / ρ
.
Porque valor (0.378 e/r) es pequeño en comparación con la unidad, entonces se puede descartar sin grandes errores, la fórmula toma la forma:
Entonces, la humedad específica se puede calcular conociendo la presión del vapor de agua y la presión del aire.
La humedad específica es una cantidad adimensional. Se puede ver de la expresión que sus valores son siempre pequeños, ya que R muchas veces mas mi. De acuerdo con GOST, la humedad específica se expresa en ppm (‰). Sin embargo, en la práctica suele expresarse como el número de gramos de vapor de agua por kilogramo de aire:
A diferencia de la humedad absoluta, la humedad específica no cambia durante la expansión o compresión adiabática del aire, ya que durante los procesos adiabáticos cambia el volumen del aire, pero no su masa.
Cercano en valor a la humedad específica es otra característica adimensional – relación de mezcla (S). La relación de mezcla es la relación entre la masa de vapor de agua y la masa de aire seco en el mismo volumen. Además de la humedad específica, en la práctica la relación de mezcla se expresa como el número de gramos de vapor de agua por kilogramo de aire seco:
La temperatura a la cual el vapor de agua en el aire alcanza la saturación a una presión de aire total constante se llama punto de rocío (τ ) . Entonces, si a una temperatura del aire de ± 27 ° C, la presión de vapor es de 23,4 hPa, entonces ese aire no está saturado. Para que se sature sería necesario bajar su temperatura a +20°C. Esta temperatura de +20°C es el punto de rocío en este caso. Obviamente, cuanto menor sea la diferencia entre la temperatura real y el punto de rocío, más cerca estará el aire de la saturación. En la saturación, el punto de rocío es igual a la temperatura real.
La diferencia entre la temperatura del aire T y el punto de rocío T se llama déficit de punto de rocío (Δ ) :
La diferencia entre la presión de vapor de saturación E a una temperatura dada del aire y la presión de vapor real e en el aire se llama déficit de saturación YO (D ):
Se expresa en hectopascales.
5. Humedad del aire diaria y anual anual. Distribución geográfica
humedad del aire
El contenido absoluto de vapor de agua en el aire se puede caracterizar por las siguientes magnitudes: presión parcial, humedad absoluta y relación de mezcla.
La presión parcial de los cambios de vapor de agua en el curso diario y anual. La amplitud de la variación diurna en latitudes templadas es pequeña: 1-2 hPa en otoño e invierno y 3-4 hPa en primavera y verano, aunque en algunos días aumenta hasta 6-8 hPa. En el mar y en las zonas costeras, la presión parcial de vapor de agua tiene una variación diurna simple, paralela a la variación diurna de la temperatura del aire (la presión parcial es mayor durante el día, cuando la temperatura es más alta). Esto también es característico de las partes del interior en la estación fría.
En la estación cálida, en las profundidades de los continentes, la presión parcial de vapor de agua tiene un doble curso diario: 2 máximas y 2 mínimas. El primer mínimo coincide con el mínimo de temperatura del aire (temprano en la mañana). Luego la presión parcial sube hasta las 9 a.m., luego de lo cual desciende hasta las 3 p.m., cuando ocurre el segundo mínimo. Además, en lugares secos, este mínimo es el principal. El segundo máximo se observa alrededor de las 21-22 h.La razón de esta doble variación diurna es el desarrollo de la convección en las horas cercanas al mediodía, lo que promueve el movimiento del vapor de agua de abajo hacia arriba, lo que conduce a una disminución del agua. contenido de vapor cerca de la superficie terrestre (el primer mínimo). El segundo mínimo se forma debido a la condensación del vapor de agua durante la noche.
La evolución anual de la presión del vapor de agua es paralela a la evolución de la temperatura: en verano es mayor, en invierno es menor. Cuanto mayor sea la amplitud anual, mayor será la amplitud de la temperatura. En Bielorrusia, la presión parcial varía de 3 a 4 hPa en enero a 14 a 15 hPa en julio.
La humedad relativa del aire es de gran interés práctico, porque. caracteriza el grado de saturación del aire con vapor de agua. La humedad relativa también tiene un curso diario y anual.
La evolución diaria de la humedad relativa del aire depende de la evolución diaria de la presión parcial y de la evolución diaria de la presión de saturación, que a su vez depende de la temperatura del aire. La presión parcial cambia poco durante el día y la presión de saturación cambia bastante bruscamente, junto con la temperatura. Por tanto, la variación diurna de la humedad relativa no coincide con la variación diurna de la temperatura. Cuando la temperatura desciende, la humedad relativa aumenta y viceversa. El mínimo diario de humedad relativa se observa alrededor del mediodía (temperatura máxima), y el máximo diario coincide con la temperatura mínima (alrededor del amanecer).
En Bielorrusia, la variación diaria de la humedad relativa en los meses de invierno prácticamente no es pronunciada (la amplitud es solo del 3 al 5%). En verano, la diferencia entre los valores extremos puede alcanzar el 15-20% en promedio, y en el sureste (estación Vasilevichi) supera el 30%.
En el curso anual, la humedad relativa del aire también cambia inversamente a la temperatura. La excepción son las regiones monzónicas, donde el período de máxima humedad relativa coincide con los períodos de vientos del mar y lluvias monzónicas (verano). Y en invierno se reduce la humedad relativa del aire, lo que va asociado a la retirada de aire del continente.
Los valores más bajos de humedad relativa (65–70%) en Bielorrusia no caen en el mes más cálido del año, sino en la primavera de transición: mayo, cuando el aumento de la temperatura sobre la tierra es más rápido que el aumento del contenido de humedad en el masas de aire provenientes de la superficie del océano. En verano, la humedad relativa del aire aumenta lentamente, en promedio entre un 2% y un 4% por mes. En la parte fría del año (octubre - marzo), los valores medios mensuales de humedad relativa son 80-90%, el máximo se observa en diciembre 87-90%. A partir de enero, la humedad relativa del aire disminuye.
La distribución geográfica de la humedad del aire depende de la evaporación y de la transferencia de humedad por las corrientes de aire. En los mapas geográficos, las isolíneas de presión de vapor de agua siguen a las isotermas, especialmente durante la estación fría. Los valores más altos de e durante el año se observan cerca del ecuador (20–25 hPa, hasta 30–35 hPa). Con la latitud, la presión parcial disminuye, además sobre la tierra en mayor medida que sobre el océano. En las regiones interiores de la Antártida y el Polo Frío de Yakut, la presión parcial del vapor de agua es inferior a 0,1 hPa. En verano, las isolíneas de presión parcial sobre la tierra pasan cerca de los círculos latitudinales (la temperatura aumenta y la evaporación está limitada por las reservas de humedad). En las zonas terrestres de clima marítimo, la presión parcial es alta tanto en invierno como en verano (circulación atmosférica), en las regiones monzónicas es baja en invierno y alta en verano. En promedio, la humedad absoluta anual para toda la Tierra es de 11 g/m 3 .
La humedad relativa es alta en la zona ecuatorial (promedio 85% y más), en las regiones subpolar y polar. Pero las razones de una humedad relativa tan alta son diferentes: en el primer caso, la presión parcial es alta y las temperaturas no son muy altas (nubosidad), en el segundo, la presión parcial es baja y las temperaturas son bajas, especialmente en invierno. La humedad relativa del aire también es alta en invierno en latitudes templadas. En el verano, también en las regiones monzónicas de la India (viento del océano). Humedad relativa muy baja durante todo el año en desiertos tropicales y subtropicales: Sahara, Arabia, México, Australia, etc., donde las temperaturas son muy altas y la presión parcial es muy baja. En verano, también en los desiertos extratropicales de Colorado y Asia Central. En invierno, en India, donde sopla el viento continental.
La presión parcial del vapor de agua disminuye con la altura y más rápido que la presión total (y la densidad) del aire. La humedad relativa cambia menos regularmente con la altura. En general, la humedad relativa del aire disminuye con la altura, pero aumenta en altitudes donde se forman nubes. En capas con distribución de temperatura de inversión, la humedad relativa del aire se reduce.
A una altura de 1,5 a 2 km, la densidad del vapor de agua se vuelve en promedio 2 veces menor, y a una altura de 5 a 6 km, el contenido de vapor de agua en el aire es 10 veces menor que en la superficie terrestre (mientras que el total la densidad del aire disminuye solo por un factor de 2 veces). A una altura de 10 a 12 km, la presión del vapor de agua es 100 veces menor que cerca del suelo. Por lo tanto, por encima de 10 a 15 km, el contenido de vapor de agua en el aire es insignificante.
Humedad del aire. Para caracterizar la humedad del aire se utilizan los siguientes conceptos: elasticidad del vapor de agua, humedad absoluta, humedad relativa fisiológica, déficit de saturación y punto de rocío.
La presión de vapor en el aire es la tensión del vapor de agua, expresada en unidades de presión (mm Hg, bar, N/m 52 0). La elasticidad del vapor de agua cuando está saturado con aire se llama máxima elasticidad, o elasticidad de saturación a una temperatura dada. Cada temperatura corresponde a una cierta cantidad máxima de vapor de agua, más de la cual el aire no puede absorber. Superar este límite provoca condensación y precipitación de gotas de agua líquida del aire.
La humedad absoluta es el contenido de vapor de agua, expresado en gramos por 1 m 3, en milímetros de presión de columna de mercurio, o en el sistema SI, en pascales (1 Ra \u003d N / m2).
La humedad relativa es la relación entre la presión real del vapor de agua en el aire y la presión de saturación a una temperatura determinada, expresada como porcentaje.
El déficit de saturación es la diferencia entre la presión de saturación y la presión de vapor real en el aire, o entre la humedad máxima y absoluta.
El punto de rocío es la temperatura a la que la humedad absoluta del aire alcanza la saturación, es decir, se vuelve máxima.
Humedad relativa fisiológica): la relación entre la cantidad de vapor de agua que realmente contiene el aire y la cantidad máxima que puede contener el aire a la temperatura de la superficie del cuerpo humano y los pulmones, es decir, a 34 y 37 C, respectivamente. (expresado también en porcentaje). La evaporación desde la superficie del cuerpo y vías respiratorias a temperaturas inferiores a estas es posible, incluso si el aire está completamente saturado, ya que, calentándose en las vías respiratorias y cerca de la superficie del cuerpo a 34 y 37 5 °C, se vuelve más intensivos en humedad.
La humedad del aire incide en la liberación de calor por la evaporación del sudor. La tasa de evaporación del sudor depende de la temperatura, la humedad relativa y la velocidad del aire. Cuanto mayor sea el déficit de saturación y mayor sea la velocidad del movimiento del aire, más intensa será la evaporación del sudor. En este caso, se pierde tal cantidad de calor que el aire en movimiento (viento) tiene un efecto beneficioso incluso a temperaturas significativamente más altas que la temperatura corporal. Se ha establecido que el viento empeora la salud y reduce el rendimiento a una temperatura de 37.0 5o 0C solo en el caso de 100% de saturación del aire con vapor de agua. Con una humedad del aire del 60%, el viento deja de tener un efecto beneficioso solo a temperaturas superiores a 43,3 C, y con una humedad del 30%, a temperaturas superiores a 60 C.
A bajas temperaturas, la humedad del aire tiene poco efecto sobre la transferencia de calor desde la superficie del cuerpo debido al hecho de que en el aire helado, debido a su baja capacidad de humedad, incluso cuando está completamente saturado, contiene una cantidad insignificante de vapor de agua. En la práctica, se acostumbra normalizar la humedad relativa debido a que por su valor es más conveniente juzgar la influencia de la humedad, así como otros factores ambientales en la transferencia de calor humano. Se cree que el valor óptimo de humedad relativa está en el rango de 50-60%; el valor inferior aceptable es 30%, el superior es 70%, el extremo inferior es 10-20% y el extremo superior es 80-100%. Para uso de medición: higrómetro, psicrómetro.
La velocidad del movimiento del aire. valor higiénico. La dependencia de la exposición humana de la temperatura y la humedad del aire. Métodos y medios de medida. Calificación.
El movimiento del aire. El principal factor que determina el movimiento del aire (viento) es la diferencia de presión y temperatura. El movimiento del aire se caracteriza por la velocidad, la dirección, la forma (laminar, turbulenta) y la duración. El aire en movimiento afecta en gran medida la cantidad de transferencia de calor por convección. La convección se entiende como la transferencia de calor por el movimiento de moléculas de aire (y líquidos) en un medio con equilibrio térmico perturbado. Cuanto mayor sea la velocidad del movimiento del aire, mayor será la transferencia de calor. El efecto refrescante del viento aumenta bruscamente a temperaturas del aire negativas. Una persona ya siente la velocidad de su movimiento del orden de centésimas de metro por segundo. Cabe señalar que el viento, al ejercer presión sobre la superficie de la ropa, facilita la penetración de aire frío en el espacio de la ropa interior y acelera el enfriamiento general del cuerpo. A medida que la temperatura ambiente aumenta y la diferencia de temperatura disminuye, la pérdida de calor por convección disminuye.Si la temperatura del aire se vuelve igual a la temperatura de la piel (34 C), la transferencia de calor de esta manera se detiene por completo, y si la supera, entonces se produce una inversa. se establece el flujo de calor del aire al cuerpo (calentamiento por convección) . Sin embargo, el efecto de calentamiento sobre el cuerpo del aire en movimiento se produce sólo si la cantidad de calor transferido por el aire calentado es mayor que su pérdida debido a la evaporación del sudor. Esto se observa ya sea a temperaturas del aire muy altas (más de 60 C) o a temperaturas más bajas, pero al 100% de humedad, cuando se detiene la evaporación del sudor. En todos los demás casos (es decir, cuando la humedad es inferior al 100 % y la temperatura del aire es inferior a 60 C), el aire en movimiento tiene un efecto refrescante. El efecto de enfriamiento del aire en movimiento se utiliza para mejorar la habitabilidad en tanques y otros objetos con fuentes de radiación térmica. El movimiento del aire elimina el exceso de calor que cae sobre la superficie del cuerpo, lo que permite trabajar con niveles de radiación que superan el máximo tolerado.
A temperaturas promedio del aire (de 18 a 20 C) en las instalaciones, el valor óptimo de la velocidad del aire es de 0,05 a 0,25 m / s, el valor permitido es de 0,3 m / s. A bajas temperaturas, la velocidad máxima tolerable del aire es de 3-5 m/s. Medios de medición: anemómetro, catatermómetro.
28. Aire de recintos habitados cerrados. Causas que modifican su composición natural y nivel de contaminación. Prevención de efectos adversos en humanos. El aire de las habitaciones habitables contiene la misma cantidad de oxígeno, pero no es biológicamente activo. Le falta “algo” que el cuerpo necesita y le da vitalidad y salud. Este “algo” es la electricidad atmosférica, o mejor dicho, sus portadores, los iones de gas. La principal aplicación de los ionizadores es la creación en las instalaciones de la concentración óptima de iones de aire cargados negativamente, que son necesarios para la vida normal. El aire desprovisto de iones de aire está "muerto", perjudica la salud y provoca enfermedades. Cualquier enfermedad comienza con un trastorno metabólico en las células del cuerpo, cuya manifestación es una disminución de su carga negativa, y esto cambia el estado coloidal de las células, la liberación de su contenido en el torrente sanguíneo y la coagulación intravascular. La carga negativa de las células se puede restaurar con medicamentos (heparina) y por inhalación de aire, con un exceso de iones de aire de oxígeno negativos. Estos iones de aire, que ingresan a los pulmones, penetran en la sangre y se transportan por todo el cuerpo, restaurando la carga negativa de las células, estimulando el metabolismo y ejerciendo un efecto antitrombótico.
