Abszolút páratartalom kalkulátor.  Relatív páratartalom.  Mi a levegő páratartalma?  Mitől függ

Abszolút páratartalom kalkulátor. Relatív páratartalom. Mi a levegő páratartalma? Mitől függ

Ebben a leckében bemutatásra kerül az abszolút és relatív páratartalom fogalma, szóba kerül az ezekkel a fogalmakkal kapcsolatos kifejezések és mennyiségek: telített gőz, harmatpont, páratartalom mérésére szolgáló készülékek. Az óra során megismerkedünk a telített gőz sűrűség és nyomás táblázataival és a pszichometrikus táblázattal.

Az ember számára a páratartalom nagyon fontos paramétere a környezetnek, hiszen szervezetünk nagyon aktívan reagál a változásaira. Például a test működésének szabályozására szolgáló ilyen mechanizmus, mint az izzadás, közvetlenül kapcsolódik a környezet hőmérsékletéhez és páratartalmához. Magas páratartalom mellett a nedvesség bőrfelszínről történő párolgási folyamatait gyakorlatilag kompenzálják annak kondenzációs folyamatai, és megzavarják a hő eltávolítását a testből, ami a hőszabályozás megsértéséhez vezet. Alacsony páratartalom mellett a párolgási folyamatok felülkerekednek a kondenzációs folyamatokkal szemben, és a szervezet túl sok folyadékot veszít, ami kiszáradáshoz vezethet.

A páratartalom értéke nemcsak az ember és más élő szervezet számára fontos, hanem az áramlás szempontjából is technológiai folyamatok. Például a víz elektromos áramot vezető tulajdonsága miatt a levegőben lévő tartalma súlyosan befolyásolhatja a legtöbb elektromos készülék megfelelő működését.

Emellett a páratartalom fogalma a legfontosabb értékelési kritérium időjárási viszonyok amit mindenki az időjárás-előrejelzésekből ismer. Megjegyzendő, hogy ha összehasonlítjuk a páratartalmat különböző időpontokbanév a megszokott módon éghajlati viszonyok, akkor nyáron magasabb, télen alacsonyabb, ami elsősorban a különböző hőmérsékleteken zajló párolgási folyamatok intenzitásával függ össze.

A párás levegő fő jellemzői:

  1. a vízgőz sűrűsége a levegőben;
  2. relatív páratartalom.

A levegő összetett gáz, sok különböző gázt tartalmaz, beleértve a vízgőzt is. A levegőben lévő mennyiségének becsléséhez meg kell határozni, hogy milyen tömegű a vízgőz egy adott térfogatban - ez az érték jellemzi a sűrűséget. A levegőben lévő vízgőz sűrűségét ún abszolút nedvesség.

Meghatározás.A levegő abszolút páratartalma- egy köbméter levegőben lévő nedvesség mennyisége.

Kijelölésabszolút nedvesség: (valamint a sűrűség szokásos jelölése).

Egységekabszolút nedvesség: (SI-ben) vagy (a levegőben lévő kis mennyiségű vízgőz mérésének kényelme érdekében).

Képlet számításokat abszolút nedvesség:

Megnevezések:

A gőz (víz) tömege levegőben, kg (SI) vagy g;

A levegő térfogata, amelyben a megadott gőztömeg található, .

Egyrészt a levegő abszolút páratartalma érthető és kényelmes érték, hiszen képet ad a levegő tömeg szerinti fajlagos víztartalmáról, másrészt ez az érték kényelmetlen az élő szervezetek nedvességgel szembeni érzékenysége. Kiderül, hogy például az ember nem a víz tömegtartalmát érzi a levegőben, hanem annak tartalmát a lehető legnagyobb értékhez viszonyítva.

Ennek a felfogásnak a leírására egy mennyiség, mint pl relatív páratartalom.

Meghatározás.Relatív páratartalom- egy érték, amely megmutatja, milyen messze van a gőz a telítettségtől.

Azaz a relatív páratartalom értéke, egyszerű szavakkal, a következőket mutatja: ha a gőz messze van a telítettségtől, akkor alacsony a páratartalom, ha közel van, akkor magas.

Kijelölésrelatív páratartalom: .

Egységekrelatív páratartalom: %.

Képlet számításokat relatív páratartalom:

Jelölés:

A vízgőz sűrűsége (abszolút páratartalom), (SI-ben) vagy ;

Telített vízgőz sűrűsége adott hőmérsékleten, (SI-ben) vagy .

A képletből látható, hogy tartalmazza az általunk már ismert abszolút páratartalmat és a telített gőz sűrűségét azonos hőmérsékleten. Felmerül a kérdés, hogyan határozható meg az utolsó érték? Ehhez speciális eszközök vannak. Megfontoljuk kondenzálóhigrométer(4. ábra) - egy eszköz, amely a harmatpont meghatározására szolgál.

Meghatározás.Harmatpont az a hőmérséklet, amelyen a gőz telítődik.

Rizs. 4. Kondenzációs páratartalommérő ()

Könnyen párolgó folyadékot, például étert öntenek a készülék tartályába, egy hőmérőt (6) helyeznek be, és egy körte (5) segítségével levegőt pumpálnak át a tartályon. A megnövekedett légkeringés hatására az éter intenzív párologtatása indul meg, emiatt a tartály hőmérséklete csökken, és a tükörön (4) harmat jelenik meg (kondenzált gőzcseppek). Abban a pillanatban, amikor harmat jelenik meg a tükörön, a hőmérsékletet hőmérővel mérik, és ez a hőmérséklet a harmatpont.

Mi a teendő a kapott hőmérsékleti értékkel (harmatpont)? Van egy speciális táblázat, amelyben megadják az adatokat - a telített vízgőz milyen sűrűsége felel meg az egyes harmatpontoknak. Meg kell jegyezni hasznos tény hogy a harmatpont értékének növekedésével a megfelelő telített gőzsűrűség értéke is nő. Vagyis minél melegebb a levegő, annál több nedvességet tartalmazhat, és fordítva, minél hidegebb a levegő, annál kisebb a maximális gőztartalom benne.

Tekintsük most más típusú higrométerek működési elvét, a páratartalom mérésére szolgáló eszközöket (a görög hygros - „nedves” és metreo - „mérem”) működési elvét.

Haj higrométer(5. ábra) - relatív páratartalom mérésére szolgáló eszköz, amelyben a haj, például az emberi haj aktív elemként működik.

A hajhigrométer működése a zsírmentes haj azon tulajdonságán alapul, hogy a levegő páratartalmának változásával megváltoztatja hosszát (növekvő páratartalom esetén a haj hossza növekszik, csökkenéssel csökken), ami lehetővé teszi a relatív páratartalom mérését. . A hajat fém keretre feszítik. A haj hosszának változása átkerül a skála mentén mozgó nyílra. Emlékeztetni kell arra, hogy a haj higrométer nem ad pontos értékek relatív páratartalom, és elsősorban háztartási célokra használják.

Kényelmesebb és pontosabb a relatív páratartalom mérésére szolgáló eszköz, mint egy pszichrométer (más görög ψυχρός - „hideg”) (6. ábra).

A pszichrométer két hőmérőből áll, amelyek egy közös skálán vannak rögzítve. Az egyik hőmérőt nedvesnek nevezik, mert kambriumba van csomagolva, amely egy víztartályba van bemerítve. hátoldal eszköz. A nedves szövetből a víz elpárolog, ami a hőmérő lehűléséhez vezet, a hőmérséklet csökkentésének folyamata addig tart, amíg el nem éri azt a fokozatot, amíg a nedves szövet közelében lévő gőz el nem telíti, és a hőmérő el nem kezdi mutatni a harmatpont hőmérsékletét. Így a nedves izzós hőmérő a tényleges környezeti hőmérsékletnél kisebb vagy azzal egyenlő hőmérsékletet jelez. A második hőmérőt száraznak nevezik, és az aktuális hőmérsékletet mutatja.

A készüléken általában az ún. pszichometrikus táblázat is látható (2. táblázat). Ennek a táblázatnak a segítségével a környezeti levegő relatív páratartalma meghatározható a száraz izzó által jelzett hőmérsékleti értékből, valamint a száraz és a nedves izzó közötti hőmérsékletkülönbségből.

Azonban még ilyen asztal nélkül is nagyjából meghatározhatja a páratartalom mértékét a következő elv alapján. Ha a két hőmérő állása közel van egymáshoz, akkor a nedvesből a víz párolgása szinte teljesen kompenzálódik a kondenzációval, vagyis a levegő páratartalma magas. Ha éppen ellenkezőleg, a hőmérő leolvasási különbsége nagy, akkor a párolgás a nedves szövetből felülmúlja a páralecsapódást, és a levegő száraz és a páratartalom alacsony.

Térjünk rá a táblázatokra, amelyek lehetővé teszik a levegő páratartalmának jellemzőinek meghatározását.

Hőfok,

Nyomás, mm rt. Művészet.

gőz sűrűsége,

Tab. 1. Telített vízgőz sűrűsége és nyomása

Még egyszer megjegyezzük, hogy mint korábban említettük, a telített gőz sűrűségének értéke a hőmérsékletével nő, ugyanez vonatkozik a telített gőz nyomására is.

Tab. 2. Pszichometriai táblázat

Emlékezzünk vissza, hogy a relatív páratartalmat a száraz lámpa (első oszlop) és a száraz és nedves mérések közötti különbség (első sor) határozza meg.

A mai órán a levegő egy fontos jellemzőjével – a páratartalmával – ismerkedtünk meg. Mint már említettük, a páratartalom a hideg évszakban (télen) csökken, a meleg évszakban (nyáron) pedig emelkedik. Fontos, hogy ezeket a jelenségeket szabályozni tudjuk, például szükség esetén növeljük a helyiség páratartalmát. téli idő több tartály vizet a párolgási folyamatok fokozására, ez a módszer azonban csak megfelelő hőmérsékleten lesz hatékony, ami magasabb, mint a kinti.

A következő leckében megnézzük, mi a gáz működése, a belső égésű motor működési elve.

Bibliográfia

  1. Gendenstein L.E., Kaidalov A.B., Kozhevnikov V.B. / Szerk. Orlova V.A., Roizena I.I. Fizika 8. - M.: Mnemosyne.
  2. Peryshkin A.V. Fizika 8. - M.: Túzok, 2010.
  3. Fadeeva A.A., Zasov A.V., Kiselev D.F. Fizika 8. - M.: Felvilágosodás.
  1. "dic.academic.ru" internetes portál ()
  2. "baroma.ru" internetes portál ()
  3. "femto.com.ua" internetes portál ()
  4. "youtube.com" internetes portál ()

Házi feladat

A levegő páratartalma- a levegő tartalma, amelyet számos érték jellemez. A hevítés során a felszínről elpárolgott víz a troposzféra alsóbb rétegeibe jut, és ott koncentrálódik. Harmatpontnak nevezzük azt a hőmérsékletet, amelyen a levegő nedvességgel telítődik adott vízgőztartalom mellett és változatlan formában.

A páratartalmat a következő mutatók jellemzik:

Abszolút nedvesség(lat. absolutus – teljes). 1 m levegőben lévő vízgőz tömegében fejezzük ki. Kiszámítása gramm vízgőz per 1 m3 levegő. Minél magasabb, annál nagyobb az abszolút páratartalom, mivel több víz hevítéskor folyékonyból gőzállapotba változik. Napközben az abszolút páratartalom magasabb, mint éjszaka. Az abszolút páratartalom mutatója a következőktől függ: a sarki szélességeken például legfeljebb 1 g / 1 m2 vízgőz, az egyenlítőn legfeljebb 30 gramm / 1 m2 Batumiban (, tengerpart) az abszolút páratartalom 6 g 1 m-enként, Verhojanszkban pedig ( , ) - 0,1 gramm 1 m-enként A terület növénytakarója nagymértékben függ a levegő abszolút páratartalmától;

Relatív páratartalom. Ez a levegőben lévő nedvesség mennyiségének és az azonos hőmérsékleten eltartható nedvességtartalomnak az aránya. A relatív páratartalom százalékban kerül kiszámításra. Például a relatív páratartalom 70%. Ez azt jelenti, hogy a levegő az adott hőmérsékleten tárolható gőzmennyiség 70%-át tartalmazza. Ha egy napi tanfolyam az abszolút páratartalom egyenesen arányos a hőmérséklet alakulásával, majd a relatív páratartalom fordítottan arányos ezzel a lefolyással. Az ember akkor érzi jól magát, ha 40-75%. A normától való eltérés a test fájdalmas állapotát okozza.

A természet levegője ritkán telített vízgőzzel, de mindig tartalmaz belőle valamilyen mennyiséget. Sehol a Földön nem regisztráltak 0%-os relatív páratartalmat. A meteorológiai állomások a páratartalmat higrométerrel mérik, emellett rögzítőket - higrográfokat használnak;

A levegő telített és telítetlen. Amikor a víz elpárolog az óceán vagy a szárazföld felszínéről, a levegő nem képes a végtelenségig megtartani a vízgőzt. Ez a határ attól függ. A levegőt, amely már nem képes megtartani a nedvességet, telítettnek nevezzük. Ebből a levegőből a legkisebb lehűléskor harmat formájú vízcseppek kezdenek kiemelkedni. Ennek az az oka, hogy a víz lehűlve állapotából (gőzből) folyadékká változik. A száraz és meleg felület feletti levegő általában kevesebb vízgőzt tartalmaz, mint egy adott hőmérsékleten. Az ilyen levegőt telítetlennek nevezzük. Amikor lehűlt, nem mindig szabadul fel víz. Minél melegebb a levegő, annál jobban felszívja a nedvességet. Például -20°C hőmérsékleten a levegő legfeljebb 1 g/m vizet tartalmaz; + 10 °C hőmérsékleten - körülbelül 9 g/m3, és +20 °C-on - körülbelül 17 g/m

Telített és telítetlen gőzök

Telített gőz

A párolgás során a molekulák folyadékból gőzbe való átalakulásával egyidejűleg fordított folyamat is megtörténik. Véletlenszerűen a folyadék felszíne felett mozogva néhány molekula, amely elhagyta azt, ismét visszatér a folyadékba.

Ha a párolgás zárt edényben történik, akkor először a folyadékból kilépő molekulák száma több szám molekulák visszatértek a folyadékba. Ezért a gőz sűrűsége az edényben fokozatosan növekszik. A gőzsűrűség növekedésével a folyadékba visszatérő molekulák száma is nő. Hamarosan a folyadékból kiszabaduló molekulák száma lesz számával egyenlő gőzmolekulák visszatérnek a folyadékba. Ettől kezdve a folyadék feletti gőzmolekulák száma állandó lesz. Szobahőmérsékletű víz esetében ez a szám körülbelül $10^(22)$ molekula/1c$/$1cm^2$ felület. A gőz és a folyadék között létrejön az úgynevezett dinamikus egyensúly.

A folyadékkal dinamikus egyensúlyban lévő gőzt telített gőznek nevezzük.

Ez azt jelenti, hogy adott térfogat adott hőmérsékleten nem tartalmazhat több gőzt.

Dinamikus egyensúly esetén a zárt edényben lévő folyadék tömege nem változik, bár a folyadék tovább párolog. Hasonlóképpen, a telített gőz tömege e folyadék felett nem változik, bár a gőz tovább kondenzál.

Telített gőznyomás. A telített gőz összenyomásakor, amelynek hőmérsékletét állandóan tartják, először az egyensúlyi állapot kezd felborulni: a gőz sűrűsége megnő, és ennek eredményeként több molekula jut gázból folyadékba, mint folyadékból gázba; ez addig folytatódik, amíg az új térfogatban a gőzkoncentráció nem lesz azonos, ami megfelel a telített gőz koncentrációjának adott hőmérsékleten (és az egyensúly helyreáll). Ez azzal magyarázható, hogy az egységnyi idő alatt a folyadékot elhagyó molekulák száma csak a hőmérséklettől függ.

Tehát a telített gőzmolekulák koncentrációja állandó hőmérsékleten nem függ a térfogatától.

Mivel a gáz nyomása arányos molekuláinak koncentrációjával, a telített gőz nyomása nem függ az általa elfoglalt térfogattól. Azt a nyomást $p_0$, amelyen a folyadék egyensúlyban van a gőzével, nevezzük telített gőznyomás.

Amikor a telített gőzt összenyomják, nagy része folyékony lesz. Egy folyadék kisebb térfogatot foglal el, mint egy azonos tömegű gőz. Ennek eredményeként az állandó sűrűségű gőz térfogata csökken.

A telített gőz nyomásának függése a hőmérséklettől. Ideális gáz esetén a nyomásnak a hőmérséklettől való lineáris függése állandó térfogat mellett érvényes. A $р_0$ nyomású telített gőzre alkalmazva ezt a függést a következő egyenlőség fejezi ki:

Mivel a telített gőznyomás nem függ a térfogattól, ezért csak a hőmérséklettől függ.

A kísérletileg meghatározott $Р_0(Т)$ függés eltér az ideális gázra vonatkozó $p_0=nkT$ függéstől. A hőmérséklet emelkedésével a telített gőz nyomása gyorsabban növekszik, mint az ideális gázé (az $AB$ görbe szakasza). Ez különösen akkor válik nyilvánvalóvá, ha a $A$ ponton (szaggatott vonalon) keresztül rajzolunk egy izokort. Ez azért történik, mert a folyadék felmelegítése során egy része gőzzé alakul, és a gőz sűrűsége nő.

Ezért a $p_0=nkT$ képlet szerint, A telített gőznyomás nemcsak a folyadék hőmérsékletének emelkedése következtében növekszik, hanem a gőz molekulák koncentrációjának (sűrűségének) növekedése miatt is. Az ideális gáz és a telített gőz viselkedésében a fő különbség a gőz tömegének változása a hőmérséklet változásával állandó térfogat mellett (zárt edényben), vagy térfogatváltozással állandó hőmérsékleten. Ideális gázzal semmi ilyesmi nem fordulhat elő (az ideális gáz MKT-ja nem biztosítja a gáz fázisátalakulását folyadékká).

Az összes folyadék elpárolgása után a gőz viselkedése megfelel az ideális gáz viselkedésének (a $BC$ görbe szakasza).

telítetlen gőz

Ha egy folyadék gőzét tartalmazó térben ennek a folyadéknak további párolgása történhet, akkor a gőz ebben a térben telítetlen.

Telítetlennek nevezzük azt a gőzt, amely nincs egyensúlyban a folyadékával.

A telítetlen gőz egyszerű tömörítéssel folyadékká alakítható. Miután ez az átalakulás megkezdődött, a folyadékkal egyensúlyban lévő gőz telítetté válik.

A levegő páratartalma

A páratartalom a levegőben lévő vízgőz mennyisége.

körülvesz minket légköri levegő az óceánok, tengerek, tározók felszínéről történő folyamatos vízpárolgás miatt, nedves talajés a növények mindig tartalmaznak vízgőzt. Minél több vízgőz van egy adott térfogatú levegőben, annál közelebb van a gőz a telítettséghez. Másrészt minél magasabb a levegő hőmérséklete, annál több vízgőz szükséges a telítéséhez.

Egy adott hőmérsékleten a légkörben lévő vízgőz mennyiségétől függően a levegő páratartalma változó.

Nedvesség mennyiségi meghatározása

A levegő páratartalmának számszerűsítésére különösen a fogalmakat használjuk abszolútés relatív páratartalom.

Az abszolút páratartalom az adott körülmények között $1m^3$ levegőben található vízgőz grammok száma, azaz a vízgőz sűrűsége $p$ g/$m^3$-ban kifejezve.

A levegő relatív páratartalma $φ$ a levegő abszolút páratartalmának $p$ és az azonos hőmérsékletű telített gőz $p_0$ sűrűségéhez viszonyított aránya.

A relatív páratartalom százalékban van kifejezve:

$φ=((p)/(p_0)) 100%$

A gőzkoncentráció a nyomástól függ ($p_0=nkT$), így a relatív páratartalom százalékban is megadható parciális nyomás$p$ gőz a levegőben a telített gőz $p_0$ nyomására azonos hőmérsékleten:

$φ=((p)/(p_0)) 100%$

Alatt parciális nyomás megérteni a vízgőz nyomását, amelyet akkor termelne, ha az összes többi gáz hiányozna a légköri levegőben.

Ha egy nedves levegő lehűtjük, majd egy bizonyos hőmérsékleten a benne lévő gőzt telíthetjük. További hűtéssel a vízgőz harmat formájában lecsapódik.

Harmatpont

A harmatpont az a hőmérséklet, amelyre a levegőt le kell hűteni ahhoz, hogy a benne lévő vízgőz állandó nyomáson és adott légnedvesség mellett telítettséget érjen el. Amikor elérjük a harmatpontot a levegőben vagy olyan tárgyakon, amelyekkel érintkezik, a vízgőz lecsapódik. A harmatpont kiszámítható a levegő hőmérsékleti és páratartalmi értékéből, vagy közvetlenül meghatározható kondenzációs higrométer. Nál nél relatív páratartalom$φ = 100%$ a harmatpont megegyezik a levegő hőmérsékletével. φ dollárért

A hőmennyiség. Egy anyag fajlagos hőkapacitása

A hőmennyiséget a test belső energiájának hőátadás során bekövetkező változásának mennyiségi mérőszámának nevezzük.

A hőmennyiség az az energia, amelyet a test a hőcsere során (munkavégzés nélkül) ad le. A hőmennyiséget az energiához hasonlóan joule-ban (J) mérik.

Egy anyag fajlagos hőkapacitása

A hőkapacitás az a hőmennyiség, amelyet a test 1 dollár fokkal felmelegszik, elnyel.

A test hőkapacitását a nagy latin C betűvel jelöljük.

Mi határozza meg a test hőkapacitását? Először is a tömegétől. Nyilvánvaló, hogy például 1 dollár kilogramm víz melegítésére több hőre van szükség, mint 200 dollár grammra.

Mi a helyzet az anyag fajtájával? Végezzünk egy kísérletet. Vegyünk két egyforma edényt, és öntsünk az egyikbe, a másikba 400 $ g tömegű vizet. növényi olaj 400 $ g súlyú, azonos égők segítségével kezdjük el melegíteni őket. A hőmérők leolvasását figyelve látni fogjuk, hogy az olaj gyorsabban melegszik fel. A víz és az olaj azonos hőmérsékletű felmelegítéséhez a vizet tovább kell melegíteni. De minél tovább melegítjük a vizet, annál több hőt kap az égőtől.

Így ugyanazt a tömeget melegíteni különböző anyagok azonos hőmérsékletre van szükség különböző mennyiségben melegség. A test felmelegítéséhez szükséges hőmennyiség és ennek következtében a hőkapacitása attól függ, hogy a test milyen anyagból áll.

Tehát például egy $1$ kg tömegű víz hőmérsékletének $1°$C-kal való növeléséhez $4200$ J hőmennyiségre van szükség, és ugyanennek a tömegnek a felmelegítéséhez $1°$C-kal. napraforgóolaj 1700 $ J hőmennyiségre van szükség.

Nevezzük azt a fizikai mennyiséget, amely megmutatja, hogy mennyi hőre van szükség 1 $ kg anyag $1 ° C-os felmelegítéséhez fajlagos hő ezt az anyagot.

Minden anyagnak megvan a maga fajlagos hőkapacitása, amelyet a latin $c$ betűvel jelölnek, és joule-ban mérik kilogramm-fokon (J/(kg$·°$C)).

Ugyanazon anyag fajlagos hőkapacitása különböző aggregált halmazállapotokban (szilárd, folyékony és gázhalmazállapotú) eltérő. Például a víz fajlagos hőkapacitása $4200$ J/(kg$·°$C), a jég fajlagos hőkapacitása pedig $2100$J/(kg$·°$C); Az alumínium fajhője szilárd állapotban $920 $ J/(kg$·°$C), folyékony állapotban pedig $1080$ J/(kg$·°$C).

Vegye figyelembe, hogy a víz nagyon nagy fajlagos hőkapacitású. Ezért a tengerek és óceánok vize, amely nyáron felmelegszik, nagy mennyiségű hőt vesz fel a levegőből. Emiatt a nagy víztestek közelében található helyeken a nyár nem olyan meleg, mint a víztől távol eső helyeken.

A test felmelegítéséhez szükséges vagy általa a hűtés során felszabaduló hőmennyiség kiszámítása

A fentiekből világosan kitűnik, hogy a test felmelegítéséhez szükséges hőmennyiség a testet alkotó anyag típusától (azaz fajlagos hőkapacitásától) és a test tömegétől függ. Az is világos, hogy a hőmennyiség attól függ, hogy hány fokkal emeljük a test hőmérsékletét.

Tehát a test felmelegítéséhez szükséges vagy a hűtés során felszabaduló hőmennyiség meghatározásához meg kell szorozni a test fajhőjét a tömegével, valamint a végső és a kezdeti hőmérséklet különbségével:

ahol $Q$ a hőmennyiség, $c$ a fajhő, $m$ a test tömege, $t_1$ a kezdeti hőmérséklet, $t_2$ a végső hőmérséklet.

Amikor a testet felmelegítjük, $t_2 > t_1$ és ennek következtében $Q > 0$. A test hűtésekor $t_2

Ha ismert az egész test $C hőkapacitása, akkor Q$-t a képlet határozza meg

Párolgási, olvadási, égési fajhő

A párolgáshő (párolgáshő) az a hőmennyiség, amelyet az anyagnak (állandó nyomáson és állandó hőmérsékleten) át kell adni ahhoz, hogy egy folyékony anyag gőzzé teljes mértékben átalakuljon.

A párolgáshő egyenlő a gőz folyadékká kondenzálásakor felszabaduló hőmennyiséggel.

A folyadék gőzzé alakulása állandó hőmérsékleten nem vezet a molekulák kinetikus energiájának növekedéséhez, hanem potenciális energiájuk növekedésével jár, mivel a molekulák közötti távolság jelentősen megnő.

Fajlagos párolgási és kondenzációs hő. Kísérletileg megállapították, hogy 2,3 USD MJ energiát kell felhasználni ahhoz, hogy 1 USD kg vizet (forrásponton) teljesen gőzzé alakítsunk. Más folyadékok gőzzé alakításához eltérő mennyiségű hőre van szükség. Például alkohol esetében 0,9 MJ dollár.

Azt a fizikai mennyiséget, amely megmutatja, hogy mennyi hő szükséges ahhoz, hogy egy 1 USD kg-os folyadékot gőzzé alakítsunk a hőmérséklet megváltoztatása nélkül, fajlagos párolgási hőnek nevezzük.

A fajlagos párolgási hőt $r$ betűvel jelöljük, és joule per kilogrammban (J/kg) mérjük.

A párolgáshoz szükséges (vagy a kondenzáció során felszabaduló) hőmennyiség. Ahhoz, hogy kiszámítsuk a forrásponton vett bármilyen tömegű folyadék elpárologtatásához szükséges $Q$ hőmennyiséget, meg kell szorozni a $r$ fajlagos párolgási hőt a $m$ tömeggel:

A gőz lecsapódásakor ugyanannyi hő szabadul fel:

Fajlagos olvadási hő

Az olvadáshő az a hőmennyiség, amelyet állandó nyomáson és az olvadásponttal megegyező állandó hőmérsékleten át kell adni egy anyagnak ahhoz, hogy az szilárd kristályos állapotból folyékony állapotba kerüljön.

Az olvadáshő egyenlő azzal a hőmennyiséggel, amely egy anyag folyékony halmazállapotú kristályosodása során szabadul fel.

Az olvadás során az anyaghoz juttatott összes hő molekulái potenciális energiáját növeli. A kinetikus energia nem változik, mert az olvadás állandó hőmérsékleten megy végbe.

Kísérletileg vizsgálva az azonos tömegű anyagok olvadását, észrevehető, hogy különböző mennyiségű hőre van szükség ahhoz, hogy ezeket folyadékká alakítsák. Például 332 $ J energiára van szükség egy kilogramm jég felolvasztásához, és 25 $ kJ 1 kg ólom felolvasztásához.

Azt a fizikai mennyiséget, amely megmutatja, hogy mennyi hőt kell átadni egy 1 $ kg tömegű kristályos testnek, hogy az olvadásponton teljesen folyékony halmazállapotúvá alakuljon, fajlagos olvadási hőnek nevezzük.

A fajlagos olvadási hőt joule per kilogrammban (J/kg) mérjük, és a görög $λ$ (lambda) betűvel jelöljük.

A kristályosodás fajhője megegyezik a fajolvadási hővel, mivel a kristályosodás során ugyanannyi hő szabadul fel, mint amennyi az olvadáskor elnyelődik. Így például, amikor az 1 $ kg tömegű víz megfagy, ugyanaz a 332 $ J energia szabadul fel, amely ahhoz szükséges, hogy ugyanazt a jégtömeget vízzé alakítsa.

Az olvadáshoz szükséges hőmennyiség meghatározása kristályos test tetszőleges tömeg, ill fúzió hője, meg kell szorozni ennek a testnek a fajlagos olvadási hőjét a tömegével:

A test által felszabaduló hőmennyiséget negatívnak tekintjük. Ezért egy $ m$ tömegű anyag kristályosodása során felszabaduló hőmennyiség kiszámításakor ugyanazt a képletet kell használni, de mínusz előjellel:

Fajlagos égéshő

A fűtőérték (vagy fűtőérték, fűtőérték) a tüzelőanyag teljes elégetése során felszabaduló hőmennyiség.

A testek melegítésére gyakran az üzemanyag elégetése során felszabaduló energiát használják fel. A hagyományos üzemanyagok (szén, olaj, benzin) szenet tartalmaznak. Az égés során a szénatomok a levegő oxigénatomjaival egyesülnek, ami molekulák képződését eredményezi szén-dioxid. Ezeknek a molekuláknak a kinetikus energiája nagyobb, mint a kezdeti részecskéké. A molekulák kinetikus energiájának égés közbeni növekedését energiafelszabadulásnak nevezzük. A tüzelőanyag teljes elégetése során felszabaduló energia ennek az üzemanyagnak az égéshője.

A tüzelőanyag égéshője az üzemanyag típusától és tömegétől függ. Minél nagyobb az üzemanyag tömege, az több mennyiséget a teljes égés során felszabaduló hő.

Azt a fizikai mennyiséget, amely megmutatja, hogy egy $1$ kg tömegű tüzelőanyag teljes elégetése során mennyi hő szabadul fel, a tüzelőanyag fajlagos égési hőjének nevezzük.

A fajlagos égéshőt $q$ betűvel jelöljük, és joule per kilogrammban (J/kg) mérjük.

A $m$ kg tüzelőanyag elégetésekor felszabaduló $Q$ hőmennyiséget a következő képlet határozza meg:

Egy tetszőleges tömegű tüzelőanyag teljes elégetése során felszabaduló hőmennyiség meghatározásához meg kell szorozni ennek a tüzelőanyagnak a fajlagos égéshőjét a tömegével.

Hőmérleg egyenlete

Egy zárt (külső testektől elkülönített) termodinamikai rendszerben a $∆U_i$ rendszer bármely testének belső energiájának változása nem vezethet a teljes rendszer belső energiájának változásához. Következésképpen,

$∆U_1+∆U_2+∆U_3+...+∆U_n=∑↙(i)↖(n)∆U_i=0$

Ha a rendszeren belül semmilyen test nem végez munkát, akkor a termodinamika első főtétele szerint bármely test belső energiájának változása csak a rendszer többi testével való hőcsere következtében következik be: $∆U_i= Q_i$. Figyelembe véve ($∆U_1+∆U_2+∆U_3+...+∆U_n=∑↙(i)↖(n)∆U_i=0$, a következőt kapjuk:

$Q_1+Q_2+Q_3+...+Q_n=∑↙(i)↖(n)Q_i=0$

Ezt az egyenletet hőmérleg egyenletnek nevezik. Itt $Q_i$ az $i$-edik test által kapott vagy leadott hőmennyiség. A $Q_i$ hőmennyiségek bármelyike ​​jelentheti a test olvadása, a tüzelőanyag elégetése, a párolgás vagy a gőz kondenzációja során felszabaduló vagy elnyelt hőt, ha ilyen folyamatok a rendszer különböző testein mennek végbe, és ezt a rendszer határozza meg. megfelelő arányokat.

A hőmérleg egyenlete a hőátadás során bekövetkező energiamegmaradás törvényének matematikai kifejezése.

Ebben a leckében, melynek témája: „Páratartalom. Páratartalom mérése” címmel a légkörben mindig jelen lévő telített és telítetlen vízgőz tulajdonságait tárgyaljuk.

Az előző leckében megismerkedtünk a „telített gőz” fogalmával. Mint minden téma és tantárgy tanulmányozása során, felmerülhet a kérdés: „Hol használjuk ezt a fogalmat, hogyan alkalmazzuk?”. Ebben a leckében a telített gőz tulajdonságainak legfontosabb alkalmazásáról lesz szó.

Valószínűleg jól ismeri a téma nevét, mert nap mint nap hallja a „levegő páratartalma” fogalmát, amikor az időjárás-előrejelzést nézi vagy hallgatja. Ha azonban megkérdezik: „Mit ért a levegő páratartalma?”, nem valószínű, hogy azonnal pontos fizikai meghatározást ad.

Próbáljuk meg megfogalmazni, mit értünk a fizikában levegő páratartalom alatt. Először is, mi ez a víz a levegőben? Hiszen ilyen például a köd, eső, felhők és egyebek légköri jelenségek elhaladása a víz részvételével egyik vagy másikban az összesítés állapota. Ha mindezeket a jelenségeket figyelembe vesszük a páratartalom leírásánál, akkor hogyan kell méréseket végezni? Már ilyen egyszerű megfontolásokból világossá válik, hogy itt elengedhetetlenek az intuitív definíciók. Valójában, beszélgetünk Mindenekelőtt a légkörünkben található vízgőzről.

A légköri levegő gázok keveréke, amelyek közül az egyik a vízgőz (1. ábra). Hozzájárul a légköri nyomáshoz, ezt a hozzájárulást nevezik parciális nyomás(valamint rugalmassága) a vízgőz.

Rizs. 1. A légköri levegő összetevői

Dalton törvénye

A főbb törvényszerűségek, amelyeket Ön és én a molekuláris kinetikai elmélet tanulmányozása során elértünk, az úgynevezett tiszta gázokra vonatkoznak, azaz olyan gázokra, amelyek azonos típusú atomokból vagy molekulákból állnak. Azonban nagyon gyakran gázkeverékkel kell számolni. Az ilyen keverék legegyszerűbb és leggyakoribb példája a minket körülvevő légköri levegő. Mint tudjuk, 78%-a nitrogén, több mint 21%-a oxigén, a fennmaradó százalékot vízgőz és egyéb gázok foglalják el.

Rizs. 2. A légköri levegő összetétele

A levegő vagy bármely más gázkeverék részét képező gázok mindegyike természetesen hozzájárul ennek a gázkeveréknek a teljes nyomásához. Minden egyes ilyen komponens hozzájárulását ún részleges gáznyomás,t. vagyis az a nyomás, amelyet egy adott gáz a keverék egyéb komponenseinek hiányában fejt ki.

John Dalton angol kémikus kísérletileg megállapította, hogy a ritkított gázkeverékek esetében a teljes nyomás a keverék összes komponense parciális nyomásának egyszerű összege:

Ezt az összefüggést Dalton törvényének nevezik.

A Dalton-törvény bizonyítása a molekuláris kinetikai elmélet keretein belül, bár nem különösebben bonyolult, de meglehetősen körülményes, ezért itt nem mutatjuk be. Minőségileg meglehetősen egyszerű megmagyarázni ezt a törvényt, ha figyelembe vesszük, hogy figyelmen kívül hagyjuk a molekulák közötti kölcsönhatást, azaz a molekulák rugalmas golyók, amelyek csak egymással és az edény falával ütközhetnek. A gyakorlatban az ideális gázmodell csak a kellően ritka rendszereknél működik jól. Sűrű gázok esetén a Dalton-törvény teljesülésétől való eltérések figyelhetők meg.

Parciális nyomásp A vízgőz a levegő páratartalmának egyik mutatója, amelyet pascalban vagy higanymilliméterben mérnek.

Vízgőznyomás molekuláinak levegőben lévő koncentrációjától, valamint az utóbbi abszolút hőmérsékletétől függ. A sűrűséget gyakran a páratartalom jellemzőjének tekintik. ρ a levegőben lévő vízgőzt ún abszolút nedvesség .

Abszolút nedvesség megmutatja, hány gramm vízgőzt tartalmaz a levegő. Ennek megfelelően az abszolút páratartalom mértékegysége .

A páratartalom mindkét említett mutatóját a Mengyelejev-Clapeyron egyenlet kapcsolja össze:

- moláris tömeg vízpára;

az abszolút hőmérséklete.

Vagyis az egyik mutató, például a sűrűség ismeretében könnyen meghatározhatjuk a másikat, vagyis a nyomást.

Mindannyian tudjuk, hogy a vízgőz lehet telítetlen és telített is. Az azonos összetételű folyadékkal termodinamikai egyensúlyban lévő gőzt telítettnek mondjuk. A telítetlen gőz olyan gőz, amely nem érte el a dinamikus egyensúlyt a folyadékkal. Ebben az esetben nincs egyensúly a kondenzációs és párolgási folyamatok között.

Általában a vízgőz a légkörben, jelenléte ellenére egy nagy szám víztestek: óceánok, tengerek, folyók, tavak és így tovább – telítetlen, mert légkörünk nem zárt edény. Azonban mozog légtömegek: szelek, hurrikánok és így tovább - oda vezet, hogy a Föld különböző pontjain minden időpillanatban eltérő arány van a víz párolgási és kondenzációs sebessége között, aminek következtében egyes helyeken a gőz elérheti a telítettséget. Mihez vezet ez? Ráadásul egy ilyen területen a gőz elkezd lecsapódni, mert emlékszünk arra, hogy a telített gőz mindig érintkezik a folyadékával. Emiatt köd vagy felhőzet képződhet, harmat hullhat. Azt a hőmérsékletet, amelyen a gőz telítődik, ún Harmatpont . Jelölje a (telített) vízgőz nyomását a harmatponton.

Gondolja át, miért hajlamos a harmat kora reggel hullani? Mi történik a nap ezen pillanatában a hőmérséklettel, és ennek következtében a határnyomással, a telített gőz nyomásával? Nyilvánvalóan a vízgőz abszolút páratartalmának vagy parciális nyomásának ismerete nem ad fogalmat arról, hogy egy adott gőz milyen közel vagy távol van a telítettségtől. De éppen ettől a távolságtól vagy a telítettséghez való közelségtől függ a párolgási és kondenzációs folyamatok sebessége, vagyis azok a folyamatok, amelyek meghatározzák az élő szervezetek élettevékenységét.

Ha a párolgás érvényesül a kondenzációval szemben, akkor az élőlények és a talaj nedvességet veszít (3. ábra). Ha páralecsapódás uralkodik, akkor a szárítási folyamatok lehetetlenné válnak (4. ábra). az abszolút páratartalom fogalma, amint az imént láttuk, nem írja le teljes mértékben mindazokat a jelenségeket, amelyekre szükségünk van.

Rizs. 3. A párolgás érvényesül a kondenzációval szemben

Rizs. 4. A kondenzáció dominál a párolgásnál

Beszéljük meg újra a kérdést. Tegyük ezt meg egy egyszerű példával. Képzelje el, hogy egy bizonyos járműben 20 ember van. Sok vagy kevés, vagyis ez a 20 fős abszolút érték? Természetesen nem tudjuk megmondani, hogy ez sok vagy kevés, amíg nem ismerjük egy adott autó vagy jármű maximális kapacitását. 20 ember egy személygépkocsiban persze sok, gyakorlatilag lehetetlen, és 20 ember egy nagy buszon nem is olyan sok. Hasonlóképpen, abszolút páratartalom esetén, azaz a vízgőz parciális nyomásával össze kell hasonlítanunk valamivel. Mivel kell összehasonlítani ezt a parciális nyomást? Az utolsó lecke megmondja a választ. Mi a jelentősége a vízgőznyomásnak? Ez a telített vízgőz nyomása. Ha a vízgőz parciális nyomását egy adott hőmérsékleten összehasonlítjuk a telített vízgőz azonos hőmérsékletű nyomásával, pontosabban jellemezhetjük a levegő páratartalmát. A gőzállapot telítettségtől való távolságának jellemzésére egy speciális mennyiséget vezettek be, az ún relatív páratartalom .

relatív páratartalom levegőnek nevezzük a levegőben lévő vízgőz nyomásának százalékban kifejezett arányát a telített gőz nyomásához hasonló hőmérsékleten:

Most már világos, hogy minél alacsonyabb a relatív páratartalom, annál távolabb esik az egyik vagy másik gőz a telítéstől. Tehát például, ha a relatív páratartalom értéke 0, akkor valójában nincs vízgőz a levegőben. Azaz a páralecsapódás nálunk lehetetlen, és 100%-os relatív páratartalom mellett az összes vízgőz, ami a levegőben van, telített, mert nyomása megegyezik a telített vízgőz nyomásával egy adott hőmérsékleten. Így mostanra pontosan meghatároztuk, hogy mi az a páratartalom, amelynek értékéről minden alkalommal beszámolunk az időjárás-előrejelzésben.

A Mengyelejev-Clapeyron egyenlet segítségével a relatív páratartalomra egy alternatív képletet kaphatunk, amely immár magában foglalja a levegőben lévő vízgőz sűrűségének és a telített gőz sűrűségének értékét azonos hőmérsékleten.

Gőznyomás és sűrűség;

Telített gőz nyomása és sűrűsége adott hőmérsékleten;

Univerzális gázállandó.

Relatív páratartalom képlete:

A levegőben lévő vízgőz sűrűsége;

Telített gőz sűrűsége azonos hőmérsékleten.

A víz párolgási és kondenzációs intenzitásának hatása az élő szervezetekre

Az emberek nagyon érzékenyek a relatív páratartalom értékére, ettől függ a nedvesség bőrfelszínről történő párolgási sebessége. Magas páratartalom mellett, különösen forró napon, ez a párolgás csökken, aminek következtében a test normál hőcseréje környezet. Száraz levegőben éppen ellenkezőleg, a nedvesség gyorsan elpárolog a bőr felszínéről, amitől például a légutak nyálkahártyája kiszárad. Az ember számára legkedvezőbb a 40-60%-os relatív páratartalom.

A vízgőznek az időjárási viszonyok kialakulásában betöltött szerepe is fontos. A vízgőz kondenzációja felhők képződéséhez és azt követő csapadékhoz vezet, ami természetesen életünk minden területe szempontjából fontos. nemzetgazdaság. Számos gyártási folyamatban mesterséges páratartalom-szabályozást tartanak fenn. Ilyen eljárások például a szövés, cukrászda, gyógyszertárak és sok más. A könyvtárakban, múzeumokban a könyvek és a kiállítási tárgyak megőrzése érdekében a relatív páratartalom bizonyos értékének megőrzése is fontos, ezért az ilyen intézményekben minden helyiségben a relatív páratartalom mérésére szolgáló pszichrométert kell akasztani. fal.

A relatív páratartalom kiszámításához, mint az imént láttuk, ismernünk kell a telített gőz nyomásának vagy sűrűségének értékét adott hőmérsékleten.

Az utolsó órán, a telített gőz tanulmányozása során beszéltünk erről a függőségről, de ennek elemzési formája nagyon bonyolult, matematikai tudásunk még mindig nem elegendő. Hogyan lehet ebben az esetben? A kiút nagyon egyszerű: ahelyett, hogy analitikus formában írnánk fel ezeket a képleteket, a telített gőz nyomását és sűrűségét egy adott hőmérsékleten tartalmazó táblázatokat fogjuk használni (1. táblázat). Ezek a táblázatok megtalálhatók mind a tankönyvekben, mind a technikai mennyiségek bármely referenciakönyvében.

Tab. 1. A telített vízgőz nyomásának és sűrűségének függése a hőmérséklettől

Most vegyük figyelembe a relatív páratartalom változását a hőmérséklet függvényében. Minél magasabb a hőmérséklet, annál alacsonyabb a relatív páratartalom. Miért és hogyan, nézzünk egy példát egy problémára.

Egy feladat

Egy bizonyos edényben a gőz telítetté válik. Mekkora lesz a relatív páratartalma , , ?

Mivel egy edényben lévő gőzről beszélünk, a gőz térfogata változatlan marad a hőmérséklet változásával. Ezenkívül szükségünk van egy táblázatra, amely a telített gőz nyomásának és sűrűségének hőmérséklettől való függését mutatja (2. táblázat).

Tab. 2. A telített gőz nyomásának és sűrűségének függése a hőmérséklettől

Megoldás:

A kérdés szövegéből kitűnik, hogy , -nál, mert ezen az értéken telítődik a gőz, vagyis a relatív páratartalom definíciójából a következőt kapjuk:

A számláló az edényben lévő vízgőz sűrűsége, a nevező pedig az edényben azonos hőmérsékleten hiányzó telített gőz sűrűsége. Mi történik a nedvességtartalommal a hőmérséklet emelkedésével? A számláló, figyelembe véve az edény zártságát, nem változik. Valójában, mivel nincs kondenzáció és anyagcsere a külvilággal, a gőz tömege és vele együtt a sűrűsége megőrzi értékét. A nevező pedig, ahogy az utolsó leckéből tudjuk, a hőmérséklettel nő, így a relatív páratartalom csökkenni fog. Az edényben lévő gőzsűrűség a következő képletből számítható ki:

Ugyanaz a gőzsűrűség lesz minden más hőmérsékleten. Ezért a páratartalom kiszámításához elegendő lesz, ha tudjuk a telített gőz sűrűségének értékét minden adott hőmérsékleten, és azonnal választ kaphatunk. A táblázatból vesszük a telített gőz sűrűségének értékét. Ha az értékeket behelyettesítjük a páratartalom képletébe, a következő válaszokat kapjuk:

Válasz:

Példa egy tipikus probléma megoldására a relatív páratartalom meghatározásához

Az ilyen problémák megoldásánál fontos tudni, hogy a telítési gőznyomás a hőmérséklettől függ, de nem a térfogattól.

A feladat:

Az edény levegőt tartalmaz, melynek relatív páratartalma hőmérsékleten . Mekkora lesz a relatív páratartalom az edény térfogatának n-szeres csökkentése (n = 3) és a gáz hőmérsékletre melegítése után? A telített vízgőz sűrűsége hőmérsékleten egyenlő .

A megoldás előrehaladása:

A relatív páratartalom definíciójából azt írhatjuk, hogy hőmérsékleten az abszolút páratartalom kompresszió előtt:

És tömörítés után:

Vagyis állandó tömeg mellett a térfogat szorzós csökkenésével a sűrűség 1-szeresére nő.

Összenyomás után a nedvesség tömege az edény térfogategységére vonatkoztatva, nem csak gőz formájában, hanem kondenzált folyadék formájában is, ha a kondenzáció feltételei fennállnak, egyenlő lesz:

Hőmérsékleten a telített vízgőz nyomása megegyezik a normál légköri nyomással, erről beszéltünk az utolsó leckében, és ez:

És sűrűségük, ha a Mendeleev-Clapeyron egyenletet használja, a következő képlettel számítható ki:

Ahol , mivel a relatív páratartalmú edényben telítetlen gőz lesz:

Ezt a páratartalmat százalékban kifejezve 2,9%-os értéket kapunk.

Válasz: .

És most ne csak arról beszéljünk, hogy mi a páratartalom, hanem arról is, hogyan mérhető ez a páratartalom. Az ilyen mérések legelterjedtebb eszköze az úgynevezett higrometriás pszichrométer, amely a 2. ábrán látható. 5.

Rizs. 5. Higrometriás pszichrométer

Két azonos skálájú hőmérő van az állványon rögzítve. Egyikük higanytartályát nedves ruhába tekerjük (8. ábra).

Rizs. 6. A higrometriás pszichrométer hőmérői

Ebből a ruhából a víz elpárolog, aminek következtében maga a hőmérő lehűl, a hőmérőket száraznak és nedvesnek nevezik (7. ábra).

Rizs. 7. Száraz és nedves izzós higrometriás pszichrométer

Minél nagyobb a környezeti levegő relatív páratartalma, minél kevésbé intenzív, minél gyengébb a víz párolgása a nedves ruhából, annál kisebb a különbség a száraz és nedves hőmérők leolvasásában. Ez azt jelenti, hogy ϕ = 100% -nál a víz nem párolog el, mivel az összes vízgőz telített, és mindkét hőmérő leolvasása egybeesik. Mikor lesz maximális a hőmérő leolvasási különbsége. Így a hőmérők leolvasásának különbsége szerint speciális pszichometriai táblázatok segítségével (leggyakrabban egy ilyen táblázatot azonnal a készülék testére helyeznek), és meghatározzák a relatív páratartalom értékét.

Mint tudjuk, bolygónk felszínének nagy részét az óceánok borítják, így életünk minden folyamatában döntő szerepet játszik a víz és a vele lezajló folyamatok, különösen a párolgás és a kondenzáció. Mi magunk adtuk meg az "abszolút páratartalom" és a "relatív páratartalom" fogalmak szigorú meghatározását. Valójában ez fizikai mennyiség, a relatív páratartalom megmutatja, hogy a légköri gőz mennyiben tér el a telítetttől.

Bibliográfia

  1. Kasyanov V.A. Fizika 10 évfolyam. - M.: Túzok, 2010.
  2. Myakishev G.Ya., Sinyakov A.Z. Molekuláris fizika. Termodinamika. - M.: Túzok, 2010.
  1. WorldOfSchool.ru internetes portál ()
  2. Internetes portál „Fizika. Régi tankönyvek "()

Házi feladat

  1. Mi a különbség az abszolút páratartalom és a relatív páratartalom között?
  2. Mit lehet mérni pszichometrikus higrométerrel és mi a működési elve?
  3. Milyen parciális nyomások alkotják a légköri nyomást?

Mert számszerűsítése A páratartalom mérése abszolút és relatív páratartalmat használ.

Az abszolút páratartalmat a levegőben lévő vízgőz sűrűségével vagy nyomásával mérjük.

A B relatív páratartalom világosabb képet ad a levegő páratartalmáról. A relatív páratartalmat egy számmal mérjük, amely megmutatja, hogy az abszolút páratartalom hány százaléka a levegő telítéséhez szükséges vízgőz sűrűségnek az aktuális hőmérsékleten:

A relatív páratartalom a gőznyomással is meghatározható, hiszen a gőznyomás gyakorlatilag arányos a sűrűségével .. Ezért a B a következőképpen is definiálható: a relatív páratartalmat egy számmal mérjük, amely megmutatja, hogy az abszolút páratartalom hány százaléka a nyomásnak a levegőt az aktuális hőmérsékleten telítő vízgőz:

Így a relatív páratartalmat nemcsak az abszolút páratartalom határozza meg, hanem a levegő hőmérséklete is. A relatív páratartalom kiszámításakor a vagy értékeket a táblázatokból kell venni (lásd 9.1. táblázat).

Nézzük meg, hogyan befolyásolhatja a levegő hőmérsékletének változása a páratartalmat. Legyen a levegő abszolút páratartalma a Mivel a telítő vízgőz sűrűsége 22 °C-on (9.1. táblázat), akkor a B relatív páratartalom kb. 50%.

Tegyük fel most, hogy ennek a levegőnek a hőmérséklete 10°C-ra csökken, miközben a sűrűsége változatlan marad. Ekkor a levegő relatív páratartalma 100%, azaz a levegő vízgőzzel telített lesz. Ha a hőmérséklet 6 ° C-ra csökken (például éjszaka), akkor mindegyikből köbméter a levegőben kg vízgőz csapódik le (harmat hullik).

9.1. táblázat. Telített vízgőz nyomása és sűrűsége különböző hőmérsékleteken

Harmatpontnak nevezzük azt a hőmérsékletet, amelyen a levegő hűtés közben vízgőzzel telítődik. A fenti példában a harmatpont Megjegyezzük, hogy ismert harmatpont mellett a levegő abszolút páratartalma a táblázatból látható. 9.1, mivel egyenlő a telítési gőz sűrűségével a harmatponton.