При будь-якій температурі існує межа, більше якої водяної пари в даному об'ємі бути не може. Така водяна пара називається насиченою. У метеорології, біології та в багатьох технічних процесах дуже важливо знати, наскільки пара, що знаходиться у повітрі близька до насиченої. Величина, яка це характеризує, дорівнює відношенню абсолютного тиску пари, яка знаходиться у повітрі при даній температурі, до тиску насиченої пари при цій же температурі і називається відносною вологістю повітря:
φ= (1)
Нормальна вологість повітря 70 %. Оскільки рн для кожної температури беруть з таблиць, то визначення відносної вологості зводиться до знаходження абсолютної вологості ра.
Ненасичену пару можна шляхом зниження температури перетворити у насичену. Ознакою насиченої пари є її конденсація - утворення крапель роси. Температура, при якій водяна пара у повітрі стає насиченою, називається точкою роси. Тиск насиченої пари у точці роси дорівнює абсолютній вологості ра.
Відносну вологість вимірюють декількома способами:
> психрометром (мал.1) - за різницею температур термометрів, резервуар одного з яких обмотано тканиною, опущеною у воду, а іншого залишається сухим, і за психрометричною таблицею. Вода підіймається по тканині і, випаровуючись, охолоджує поверхню резервуара вологого термометра, покази якого нижчі порівняно з показами сухого. Різниця показів термометрів тим більша, чим більша швидкість випаровування води з поверхні тканини. Ця швидкість тим більша, чим нижча відносна вологість повітря.
> конденсаційним гігрометром (мал.2) - за точкою роси, тобто за температурою, за якої водяна пара, що є у повітрі стає насиченою, і за таблицею залежності тиску водяної пари від температури. Гігрометр являє собою камеру на штативі. Камера наповнюється ефіром. Температуру в камері знижують продуванням повітря крізь ефір, внаслідок чого він інтенсивно випаровується. При цьому водяна пара, що є у повітрі, контактуючи з полірованою стінкою камери, охолоджується, і випадає роса. Щоб легше було помітити появу роси на поверхні охолоджуваної камери 1, її оточують металевим кільцем 2 з тепло ізолюючою прокладкою. Появу роси спостерігають, порівнюючи поверхню камери з блискучою поверхнею кільця.
Хід роботи.
Завдання 1. Вимірювання відносної вологості повітря за допомогою психрометра.
1. Ознайомтеся з будовою психрометра.
2. Визначте покази його термометрів і обчисліть різницю температур.
3. Використовуючи психрометричну таблицю, визначте відносну вологість повітря.
4. Результати вимірювань і обчислень запишіть у таблицю.
tсух, оС | tвол, оС | ∆t, оС | φ, % |
5.Зробіть висновок.
___________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________
Завдання 2 Вимірювання відносної вологості повітря за допомогою конденсаційного гігрометра.
1. Ознайомтеся з будовою гігрометра. Протріть м'якою тканиною поліровану стінку і кільце гігрометра.
2. Виміряйте температуру повітря в кімнаті.
3. Налийте в камеру гігрометра (наполовину) ефіру і вставте в неї термометр.
4. Установіть прилад так, щоб дзеркальна поверхня була розташована під кутом 30 - 40° до напряму зору. Продувайте повітря крізь ефір і стежте за поверхнею стінки камери, порівнюючи її з поверхнею кільця.
5. У момент появи роси (поверхня стінки запітніває) запишіть показ термометра t1 припинить продування повітря і продовжуйте спостереження, щоб записати показ температури t2 в момент остаточного зникнення роси. Роса з'являється і зникає при дещо різних температурах внаслідок теплової інерції термометра і приладу. Відмінність температур t1 і t2 не повинна перевищувати
1 - 2°С.
6. Після закінчення спостережень ефір, що залишився у в гігрометрі, злийте у склянку і щільно закрийте її.
7. Середнє значення записаних температур прийміть за вірогідну точку роси: tp = (t1 + t2)/2.
8. Користуючись таблицею залежності тиску насиченої пари від температури, знайдіть тиск насиченої пари у точці роси pа і тиск насиченої пари при кімнатній температурі pн.
9. Обчисліть відносну вологість повітря за формулою (1).
10. Результати вимірювань та обчислень занесіть до таблиці.
Температура | pa, Па | рн, Па | φ, % | |||
Навколишнього середовища t, оС | Появи роси, t1, оС | Зникнення роси, t2, оС | Точка роси, tp, оС | |||
11. Зробіть висновок.
Контрольні запитання.
1. Яка пара називається насиченою?
2. Що таке відносна вологість повітря?
3. Що називають точкою роси?
4. Коли абсолютна вологість більша: взимку чи влітку?
5. Коли різниця показів термометрів психрометра більша: коли повітря в кімнаті сухіше чи вологіше?
____________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________