Определение влажности воздуха

Лабораторная работа №1

Цель работы: закрепить понятие о влажности воздуха и способах ее измерения; определить абсолютную и относительную влажность воздуха, точку росы;

научиться пользоваться

þ справочными таблицами: «Давление насыщенного водяного пара и его плотность при различных значениях температуры», «Психрометрическая таблица»

þ термометром.

Оборудование: Термометр для измерения воздуха, психрометрическая таблица, таблица «Давление и плотность насыщенного водяного пара при различных температурах».

Краткая теория.

В атмосфере Земли всегда содержатся водяные пары. Их содержание в воздухе характеризуется абсолютной и относительной влажностью.

Абсолютной влажностью воздуха r_а - называется плотность водяных паров, находящихся в воздухе при данной температуре.

                  

Относительная влажность воздуха j показывает сколько процентов составляет абсолютная влажность от плотности насыщенного водяного пара при данной температуре:

                     ,

где ρ₀-плотность насыщенного водяного пара при данной температуре и определяется по таблице «Давление насыщенного водяного пара и его плотность при различных значениях температуры» Таким образом, относительная влажность характеризует степень насыщения воздуха водяным паром.Для жилых помещений нормальной влажностью считается относительная влажность, равная 40 - 60 %. О влажности воздуха можно судить только по относительной влажности, так как при одной и той же абсолютной влажности в зависимости от температуры воздух может казаться или сухим или влажным.

Относительную влажность воздуха можно определить с помощью психрометра.

Психрометр или психрометр Августа (см.рисунок) состоит из двух термометров: сухого и увлажненного. На шарике увлажненного термометра закреплен фитиль, конец которого опущен в чашечку с водой. Вода, испаряясь с фитиля забирает от термометра тепло, поэтому  показания увлажненного термометра ниже, чем у сухого. По показанию сухого и разности показаний сухого и увлажненного термометров с помощью психрометрической таблицы находится относительная влажность воздуха.

Температура, при которой охлажденный воздух становится насыщенным водяными парами, называется точкой росы Т_р При точке росы абсолютная влажность воздуха равна плотности насыщенного пара ρ₀= ρ_aЗапотевание холодного предмета, внесенного в теплую комнату, объясняется тем, что воздух вокруг предмета охлаждается ниже точки росы и часть имеющихся в нем водяных паров конденсируется.

 

 

Порядок выполнения работы:

1. Снять показания термометра в различных частях комнаты.

2. Обернуть резервуар термометра сухой марлей (или ватой), так, чтобы кончик ткани свободно свисал вниз, и закрепить ее.

3. Держа термометр за верхний край, опустите свободную часть ткани в воду. Вода должна смочить ткань. При этом резервуар термометра должен оставаться выше уровня воды в стакане.

4. Наблюдая за показаниями термометра, запишите самое низкое значение температуры

5. Пользуясь психрометрической таблицей определить относительную влажность воздуха.

6. Рассчитать абсолютную влажность воздуха и определить точку росы используя таблицу «Давление и плотность насыщенного водяного пара при различных температурах».

7. Результаты занести  в таблицу:

№ измерения	Местоположение термометра	Показания сухого термометра, Тс, К	Показания увлажненного термометра, Ту, К	Разность показаний сухого и увлажненного термометров,  Тс-Ту, К	Относительная влажность воздуха, j, %	Абсолютная влажность воздуха, rа, кг/м3	Точка росы, Тр, К
1	У дверей
2	У окна
3	По середине комнаты

8. Сделать выводы по работе.

9. Ответить на контрольные вопросы.

Контрольные вопросы.

1. Почему показания влажного термометра психрометра меньше показаний сухого термометра? При каком условии разность показаний термометров наибольшая?

2. Температура в помещении понижается, а абсолютная влажность остается прежней. Как изменится разность показаний термометров психрометра?

3. Почему после жаркого дня роса бывает более обильна?

Определение относительной влажности по психрометрической таблице Определение относительной влажности по психрометрической таблице осуществляется следующим образом. По вертикальному левому столбцу температур психрометрической таблицы отмечается величина температуры, соответствующая температуре сухого термометра t_c. По горизонтальной верхней строке психрометрической таблицы выбирается столбец, соответствующий разности температур сухого и увлажненного термометров (т. е t_c- t_у). В точке пересечения горизонтальной строки, соответствующей показаниям сухого термометра t_c  и вертикального столбца, соответствующего разности температур t_c- t_у считывается величина относительной влажности воздуха (в процентах) для данных условий проведения опыта. Например: Показания сухого термометра 18⁰С (291 К) t_c =18⁰С,а показания увлажненного термометра 15⁰С (288 К)t_у=15⁰С,находим разность показания сухого и увлажненного термометров t_c- t_у = 18⁰С-15⁰С = 3⁰С (3 К)В вертикальном столбике найдем показания сухого термометра (18⁰С), а горизонтальной строке разность показаний сухого и увлажненного термометров(3⁰С), и на пересечении данных показаний находим относительную влажность воздуха φ=73%
Определение абсолютной влажности А) Определение абсолютной влажности по известному объему воздуха и содержанию водяного пара выполняется по уравнению Например: В 6 м³ воздуха содержится 62 г водяного пара.V_{воздуха}=6 м³m_{водяного пара}=62 г=62·10^-3 кгТогда абсолютную влажность можно рассчитать: Б) Определение абсолютной влажности по известной относительной влажности воздуха и температуре воздуха (показанию сухого термометра психрометра) выполняется по формуле

 и с использованием таблицы «Давление и плотность насыщенного водяного пара при различных температурах».

Например: Относительная влажность воздуха φ=73%температура воздуха (показания сухого термометра) 18⁰С (291 К) t_c =18⁰С,По таблице определяем плотность насыщенного водяного пара (ρ₀) при данной температуре (18⁰С) По формуле рассчитываем абсолютную влажность воздуха: Определение точки росы        Температура, при которой охлажденный воздух становится насыщенным водяными парами, называется точкой росы Т _рПри точке росы абсолютная влажность воздуха равна плотности насыщенного параρ₀= ρ_a       При определение точки росы используется таблица «Давление и плотность насыщенного водяного пара при различных температурах» и значение абсолютной влажности ρ_aВ колонке плотности находим значение наиболее близко совпадающее со значением ρ_a и проецируем на колонку температур, полученное значение и есть точка росы Т_р Например:        Абсолютная влажность воздуха равна: Находим в колонке плотности находим значение наиболее близко совпадающее со значением ρ_a. В данном случае это  Проецируем в горизонтальном направлении на колонку температур; полученное значение 13⁰С и есть точка росыТ_р=13⁰С

О ВЛАЖНОСТИ

Для человека комфортный уровень влажности составляет от 40 до 60%. Когда работает центральное отопление, влажность в помещениях падает до 25%.